AWS IoT Hello World：设备点对点通信

最后更新于2018年12月27日 / 3264次浏览 / 0次点赞 / 0条评论

AWS IoT ，智能家居

前言

借着AWS免费账户，我们来进行一次虚拟的设备点对点通信实验。

IoT的含义是Internet of things，也就是所谓的物联网，现在已经渗透到了各行各业，目前我们主要关心的是各种智能家居的物联网。智能家居国内有很多厂商，包括小米、魅族（黄了）、阿里、腾讯等等企业都在搞，但国内只有阿里提供了云平台解决方案，也就是可以借助阿里云搭建自己的IoT云平台，国外的话AWS的IoT则很出名。

IoT云平台的架构大同小异，大概有如下特点：

（1）采用“订阅”的方式推拉消息，是现在分布式的主流通信方式，好处是方便一对多、多对多通信。

（2）业界通用的通信协议是MQTT，好处是体积小，适合嵌入式设备

（3）云平台上有设备的“影子”或者“实例”，保存着这个设备最后一次的属性，这样即使它离线了，其他IoT设备发给它的命令在它上线之后也能获取到，从而“弥补差异”。

（4）有“规则引擎”，也就是根据一定的规则，当消息里面出现指定内容时，转发给指定的程序处理。例如当收到“msg”消息，则转发给存储平台，存储日志；当收到人脸识别消息，则转发给机器学习平台，进行人脸识别等等。

（5）统一的安全身份认证

例如AWS IoT Core的架构：

我们先不考虑影子，直接让设备和设备通过IoT云进行通信，来体会过程。

一、实验信息

1、实验目的

熟悉IoT配置的一些过程

2、实验所需材料

（1）AWS IoT核心服务：AWS IoT Core

（2）AWS 桶存储：AWS S3

（3）AWS IoT基于JS的SDK：aws-iot-device-sdk-js

二、实验步骤

1、创建事物

一个事物代表着一台设备。

（1）进入控制台，注册事物

（2）点击创建单个事物

（3）给事物起个名字

这里我们注册一个温度传感器，命名为TmperatureSensor。类型、组、属性可以暂时不填。

（4）添加事物证书

AWS IoT支持多种方式，这里选择默认的一键添加。

（5）下载并激活生成的四个证书

注意要去下载根CA证书，随便选个CA1就可以，这里选择CA1：

随后点击完成，因为我们还没有创建策略，所以等一会再去附加策略。

（6）创建另一个事物

重复前面的步骤，创建另一个事物，我们假设是IoT智能空调BWBAriConditioner。

2、配置策略

在创建完事物之后，证书还是非活动的，因为还没有配置策略：

（1）附加策略

（2）定义策略

附加最基本的权限策略（注意Version不要修改）：

{
  "Version": "2012-10-17",
  "Statement": [
    {
      "Action": [
        "iot:Publish",
        "iot:Subscribe",
        "iot:Connect",
        "iot:Receive",
        "iot:Message"
      ],
      "Effect": "Allow",
      "Resource": [
        "*"
      ]
    }
  ]
}

（3）将策略附加给证书

（4）证书就变为活动的了

3、创建规则

我们假设是，当温度传感器感应到温度低于15℃的时候，则通知空调开暖气了，并同时在存储桶S3记录下当前温度异常的日志信息。

（1）创建好一个S3存储桶

这里命名为com.bewindoweb.test.iotdata

（2）配置规则基本信息

主要是需要去构建规则转发的SQL：

SELECT tprt AS Temprature FROM 'bwbiot/Instance20181211123456/Sensors' WHERE tprt < 15

（3）配置规则操作

将前面的S3桶配置进来，键值本来应该从消息中提取（比如时间戳），这里直接用固定的键值，角色名称创建一个（如果发现S3没有存储消息，则回来点击更新角色，因为很可能是创建后没有更新角色导致的）

4、安装本地sdk环境

这里选择的是js版本的aws-iot-device-sdk-js，AWS还有C、C++版本的IoT SDK。注意nodejs版本需要在4以上。

可以直接安装：

npm install aws-iot-device-sdk-js

如果直接安装失败，则去下载源代码，然后执行：

npm install

5、开始实验

（1）在sdk下创建keys文件夹，将证书都复制进去：

（2）找到IoT平台的host

方式一，通过左侧测试→查看终端节点→转有终端节点找到：

方式二，通过事物→交互→HTTPS找到：

（3）找到两个事物的arn唯一标识

（4）仿照example/device.js，编写设备js脚本

实质上是编写一些回调函数。

TemperatureSensor.js：启动后订阅bwbiot/Instance20181211123456/Sensors主题，并发送JSON字符串报告当前温度。

const deviceModule = require('..').device;
var device = deviceModule({
    keyPath: 'keys/da81ad3c5a-private.pem.key',
    caPath: 'keys/AmazonRootCA1.pem',
    certPath: 'keys/da81ad3c5a-certificate.pem.crt',
    clientId: 'arn:aws:iot:us-east-2:443548522685:thing/TemperatureSensor',
    host: 'a3nxkugk0zu3q5-ats.iot.us-east-2.amazonaws.com'
});
 
device.on('connect', function(err) {
    console.log('TemperatureSensor: connect.');
    device.subscribe('bwbiot/Instance20181211123456/Sensors');
    device.publish('bwbiot/Instance20181211123456/Sensors', JSON.stringify({
            tprt:11,
            msg: "TemperatureSensor: It's so cold."
         }));
});
device.on('message', function(topic, payload) {
    console.log(topic, payload.toString());
});

BWBAirConditioner.js：连接后订阅主题并等待，接收到消息后立刻回复消息，表明自己启动了。

const deviceModule = require('..').device;
var device = deviceModule({
    keyPath: 'keys/94ebe4fdf2-private.pem.key',
    caPath: 'keys/AmazonRootCA1.pem',
    certPath: 'keys/94ebe4fdf2-certificate.pem.crt',
    clientId: 'arn:aws:iot:us-east-2:443548522685:thing/BWBAirConditioner',
    host: 'a3nxkugk0zu3q5-ats.iot.us-east-2.amazonaws.com'
});
device.on('connect', function(err) {
    console.log('BWBAirConditioner: connect');
    device.subscribe('bwbiot/Instance20181211123456/Sensors');
});
device.on('message', function(topic, payload) {
    console.log(topic, payload.toString());
    device.publish('bwbiot/Instance20181211123456/Sensors', JSON.stringify({
            state:'on',
            message: "BWBAirConditioner: Get it, The air contitioner is up."
         }));
});

（5）启动程序

开两个cmd窗口，用命令node examples\BWBAirConditioner.js先启动BWBAirConditioner.js，然后启动TemperatureSensor.js：