Odesílání zpráv z cloudu do zařízení pomocí IoT Hub (Python)

Článek
06/24/2023

Azure IoT Hub je plně spravovaná služba, která pomáhá zajistit spolehlivou a zabezpečenou obousměrnou komunikaci mezi miliony zařízení a back-endem řešení.

V tomto článku se dozvíte, jak:

Odesílání zpráv typu cloud-zařízení (C2D) z back-endu řešení do jednoho zařízení prostřednictvím IoT Hub
Příjem zpráv z cloudu do zařízení na zařízení

Poznámka

Funkce popsané v tomto článku jsou k dispozici pouze na úrovni Standard IoT Hub. Další informace o úrovních IoT Hub Basic a Standard/Free najdete v tématu Volba správné IoT Hub úrovně pro vaše řešení.

Na konci tohoto článku spustíte dvě konzolové aplikace Pythonu:

SimulatedDevice.py: Simuluje zařízení, které se připojuje k centru IoT a přijímá zprávy z cloudu do zařízení.
SendCloudToDeviceMessage.py: Odesílá zprávy z cloudu do aplikace simulovaného zařízení prostřednictvím IoT Hub.

Další informace o zprávách cloud-zařízení najdete v tématu Odesílání zpráv z cloudu do zařízení ze služby IoT Hub.

Poznámka

IoT Hub podporuje sadu SDK pro mnoho platforem a jazyků zařízení (C, Java, Python a JavaScript) prostřednictvím sad SDK pro zařízení Azure IoT.

Požadavky

Aktivní účet Azure. (Pokud účet nemáte, můžete si bezplatný účet vytvořit za pár minut.)
Centrum IoT. Vytvořte ho pomocí rozhraní příkazového řádku nebo Azure Portal.
Zaregistrované zařízení. Zaregistrujte jednu v Azure Portal.
Doporučuje se Python verze 3.7 nebo novější. Ujistěte se, že používáte 32bitovou, nebo 64bitovou instalaci podle požadavků vašeho nastavení. Po zobrazení výzvy v průběhu instalace nezapomeňte přidat Python do proměnné prostředí pro konkrétní platformu.
Ujistěte se, že je v bráně firewall otevřený port 8883. Ukázka zařízení v tomto článku používá protokol MQTT, který komunikuje přes port 8883. Tento port může být v některých podnikových a vzdělávacích síťových prostředích blokovaný. Další informace a způsoby, jak tento problém obejít, najdete v tématu Připojení k IoT Hub (MQTT).

Příjem zpráv v aplikaci simulovaného zařízení

V této části vytvoříte konzolovou aplikaci Pythonu pro simulaci zařízení a příjem zpráv z cloudu do zařízení ze služby IoT Hub.

Z příkazového řádku v pracovním adresáři nainstalujte sadu AZURE IOT HUB Device SDK pro Python:
```
pip install azure-iot-device
```
Pomocí textového editoru vytvořte soubor s názvem SimulatedDevice.py.
Na začátek souboru SimulatedDevice.py přidejte následující import příkazy a proměnné:
```
import time
from azure.iot.device import IoTHubDeviceClient

RECEIVED_MESSAGES = 0
```
Do souboru SimulatedDevice.py přidejte následující kód. V části {deviceConnectionString}Požadavky nahraďte zástupnou hodnotu připojovacím řetězcem pro zaregistrované zařízení:
```
CONNECTION_STRING = "{deviceConnectionString}"
```

Definujte následující funkci, která se používá k tisku přijatých zpráv do konzoly:

def message_handler(message):
    global RECEIVED_MESSAGES
    RECEIVED_MESSAGES += 1
    print("")
    print("Message received:")

    # print data from both system and application (custom) properties
    for property in vars(message).items():
        print ("    {}".format(property))

    print("Total calls received: {}".format(RECEIVED_MESSAGES))

Přidejte následující kód pro inicializaci klienta a počkejte na přijetí zprávy cloud-zařízení:

def main():
    print ("Starting the Python IoT Hub C2D Messaging device sample...")

    # Instantiate the client
    client = IoTHubDeviceClient.create_from_connection_string(CONNECTION_STRING)

    print ("Waiting for C2D messages, press Ctrl-C to exit")
    try:
        # Attach the handler to the client
        client.on_message_received = message_handler

        while True:
            time.sleep(1000)
    except KeyboardInterrupt:
        print("IoT Hub C2D Messaging device sample stopped")
    finally:
        # Graceful exit
        print("Shutting down IoT Hub Client")
        client.shutdown()

Přidejte následující hlavní funkci:
```
if __name__ == '__main__':
    main()
```
Uložte a zavřete soubor SimulatedDevice.py.

Další informace o životním cyklu zpráv cloud-zařízení a o tom, jak IoT Hub zpracovává zprávy z cloudu do zařízení, najdete v tématu Odesílání zpráv z cloudu do zařízení ze služby IoT Hub.

Získání připojovacího řetězce služby IoT Hub

V tomto článku vytvoříte back-endovou službu pro odesílání zpráv z cloudu do zařízení prostřednictvím IoT Hub. K odesílání zpráv z cloudu do zařízení potřebuje vaše služba oprávnění pro připojení služby . Ve výchozím nastavení se každá IoT Hub vytvoří se zásadou sdíleného přístupu s názvem služba, která toto oprávnění uděluje.

Chcete-li získat IoT Hub připojovací řetězec pro zásady služby, postupujte takto:

V Azure Portal vyberte Skupiny prostředků. Vyberte skupinu prostředků, ve které se nachází vaše centrum, a pak vyberte centrum ze seznamu prostředků.
V levém podokně centra IoT vyberte Zásady sdíleného přístupu.
V seznamu zásad vyberte zásadu služby .
Zkopírujte primární připojovací řetězec a hodnotu uložte.

Další informace o IoT Hub zásady a oprávnění sdíleného přístupu najdete v tématu Řízení přístupu a oprávnění.

Odeslání zprávy z cloudu do zařízení

V této části vytvoříte konzolovou aplikaci Pythonu, která odesílá zprávy z cloudu do zařízení do aplikace simulovaného zařízení. Potřebujete ID zařízení z vašeho zařízení a připojovací řetězec služby IoT Hub.

V pracovním adresáři otevřete příkazový řádek a nainstalujte sadu AZURE IOT HUB Service SDK pro Python.
```
pip install azure-iot-hub
```
Pomocí textového editoru vytvořte soubor s názvem SendCloudToDeviceMessage.py.

Na začátek souboru SendCloudToDeviceMessage.py přidejte následující import příkazy a proměnné:

import random
import sys
from azure.iot.hub import IoTHubRegistryManager

MESSAGE_COUNT = 2
AVG_WIND_SPEED = 10.0
MSG_TXT = "{\"service client sent a message\": %.2f}"

Do souboru SendCloudToDeviceMessage.py přidejte následující kód. {iot hub connection string} Zástupné hodnoty a {device id} nahraďte připojovacím řetězcem služby IoT Hub a ID zařízení, které jste si poznamenali dříve:
```
CONNECTION_STRING = "{IoTHubConnectionString}"
DEVICE_ID = "{deviceId}"
```

Přidejte následující kód pro odesílání zpráv do zařízení:

def iothub_messaging_sample_run():
    try:
        # Create IoTHubRegistryManager
        registry_manager = IoTHubRegistryManager(CONNECTION_STRING)

        for i in range(0, MESSAGE_COUNT):
            print ( 'Sending message: {0}'.format(i) )
            data = MSG_TXT % (AVG_WIND_SPEED + (random.random() * 4 + 2))

            props={}
            # optional: assign system properties
            props.update(messageId = "message_%d" % i)
            props.update(correlationId = "correlation_%d" % i)
            props.update(contentType = "application/json")

            # optional: assign application properties
            prop_text = "PropMsg_%d" % i
            props.update(testProperty = prop_text)

            registry_manager.send_c2d_message(DEVICE_ID, data, properties=props)

        try:
            # Try Python 2.xx first
            raw_input("Press Enter to continue...\n")
        except:
            pass
            # Use Python 3.xx in the case of exception
            input("Press Enter to continue...\n")

    except Exception as ex:
        print ( "Unexpected error {0}" % ex )
        return
    except KeyboardInterrupt:
        print ( "IoT Hub C2D Messaging service sample stopped" )

Přidejte následující hlavní funkci:

if __name__ == '__main__':
    print ( "Starting the Python IoT Hub C2D Messaging service sample..." )

    iothub_messaging_sample_run()

Uložte a zavřete SendCloudToDeviceMessage.py soubor.

Spuštění aplikací

Teď jste připraveni spustit aplikace.

Na příkazovém řádku v pracovním adresáři spusťte následující příkaz, který naslouchá zprávě cloud-zařízení:
```
python SimulatedDevice.py
```
Otevřete nový příkazový řádek v pracovním adresáři a spuštěním následujícího příkazu odesílejte zprávy cloud-zařízení:
```
python SendCloudToDeviceMessage.py
```
Poznamenejte si zprávy přijaté zařízením.

Další kroky

V tomto článku jste zjistili, jak odesílat a přijímat zprávy z cloudu do zařízení.

Další informace o zprávách cloud-zařízení najdete v tématu Odesílání zpráv z cloudu do zařízení ze služby IoT Hub.
Další informace o IoT Hub formátech zpráv najdete v tématu Vytváření a čtení IoT Hub zpráv.