Wysyłanie komunikatów z chmury do urządzenia przy użyciu IoT Hub (Python)

Artykuł
06/01/2023

Azure IoT Hub to w pełni zarządzana usługa, która ułatwia niezawodną i bezpieczną dwukierunkową komunikację między milionami urządzeń a zapleczem rozwiązania.

W tym artykule wyjaśniono, jak:

Wysyłanie komunikatów z zaplecza rozwiązania do urządzenia w chmurze (C2D) do jednego urządzenia za pośrednictwem IoT Hub
Odbieranie komunikatów z chmury do urządzeń na urządzeniu

Uwaga

Funkcje opisane w tym artykule są dostępne tylko w warstwie Standardowa IoT Hub. Aby uzyskać więcej informacji na temat warstw podstawowych i standardowych/bezpłatnych IoT Hub, zobacz Wybieranie odpowiedniej warstwy IoT Hub dla rozwiązania.

Na końcu tego artykułu uruchomisz dwie aplikacje konsolowe języka Python:

SimulatedDevice.py: symuluje urządzenie łączące się z centrum IoT Hub i odbiera komunikaty z chmury do urządzenia.
SendCloudToDeviceMessage.py: wysyła komunikaty z chmury do urządzenia do aplikacji symulowanego urządzenia za pośrednictwem IoT Hub.

Aby dowiedzieć się więcej na temat komunikatów z chmury do urządzenia, zobacz Wysyłanie komunikatów z chmury do urządzenia z centrum IoT Hub.

Uwaga

IoT Hub ma obsługę zestawu SDK dla wielu platform urządzeń i języków (C, Java, Python i JavaScript) za pośrednictwem zestawów SDK urządzeń usługi Azure IoT.

Wymagania wstępne

Aktywne konto platformy Azure. (Jeśli nie masz konta, możesz utworzyć bezpłatne konto w ciągu zaledwie kilku minut).
Centrum IoT. Utwórz go za pomocą interfejsu wiersza polecenia lub Azure Portal.
Zarejestrowane urządzenie. Zarejestruj jeden w Azure Portal.
Zalecane jest użycie języka Python w wersji 3.7 lub nowszej. Upewnij się, że używasz 32-bitowej lub 64-bitowej instalacji zgodnie z wymaganiami konfiguracji. Po wyświetleniu monitu podczas instalacji upewnij się, że język Python został dodany do zmiennej środowiskowej specyficznej dla platformy.
Upewnij się, że port 8883 jest otwarty w zaporze. Przykład urządzenia w tym artykule używa protokołu MQTT, który komunikuje się za pośrednictwem portu 8883. Ten port może zostać zablokowany w niektórych środowiskach sieci firmowych i edukacyjnych. Aby uzyskać więcej informacji i sposobów obejścia tego problemu, zobacz Łączenie się z IoT Hub (MQTT).

Odbieranie komunikatów w aplikacji urządzenia symulowanego

W tej sekcji utworzysz aplikację konsolową języka Python, aby symulować urządzenie i odbierać komunikaty z chmury do urządzenia z centrum IoT Hub.

W wierszu polecenia w katalogu roboczym zainstaluj zestaw SDK urządzenia Azure IoT Hub dla języka Python:
```
pip install azure-iot-device
```
Za pomocą edytora tekstów utwórz plik o nazwie SimulatedDevice.py.

Dodaj następujące import instrukcje i zmienne na początku pliku SimulatedDevice.py :

import time
from azure.iot.device import IoTHubDeviceClient

RECEIVED_MESSAGES = 0

Dodaj następujący kod do pliku SimulatedDevice.py . {deviceConnectionString} Zastąp wartość symbolu zastępczego parametrami połączenia dla zarejestrowanego urządzenia w sekcji Wymagania wstępne:
```
CONNECTION_STRING = "{deviceConnectionString}"
```

Zdefiniuj następującą funkcję używaną do drukowania odebranych komunikatów w konsoli programu :

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))

Dodaj następujący kod, aby zainicjować klienta i poczekać na odebranie komunikatu cloud-to-device:

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()

Dodaj następującą funkcję główną:
```
if __name__ == '__main__':
    main()
```
Zapisz i zamknij plik SimulatedDevice.py.

Aby uzyskać więcej informacji na temat cyklu życia komunikatów z chmury do urządzenia i IoT Hub sposobu przetwarzania komunikatów w chmurze do urządzenia, zobacz Wysyłanie komunikatów z chmury do urządzenia z centrum IoT Hub.

Pobieranie parametrów połączenia centrum IoT Hub

W tym artykule utworzysz usługę zaplecza do wysyłania komunikatów z chmury do urządzenia za pośrednictwem IoT Hub. Aby wysyłać komunikaty z chmury do urządzenia, usługa wymaga uprawnień połączenia z usługą . Domyślnie każda IoT Hub jest tworzona z zasadami dostępu współdzielonego o nazwie usługa, która przyznaje to uprawnienie.

Aby uzyskać IoT Hub parametry połączenia dla zasad usługi, wykonaj następujące kroki:

W Azure Portal wybierz pozycję Grupy zasobów. Wybierz grupę zasobów, w której znajduje się centrum, a następnie wybierz centrum z listy zasobów.
W okienku po lewej stronie centrum IoT wybierz pozycję Zasady dostępu współdzielonego.
Z listy zasad wybierz zasady usługi .
Skopiuj podstawowe parametry połączenia i zapisz wartość.

Aby uzyskać więcej informacji na temat zasad i uprawnień dostępu współdzielonego IoT Hub, zobacz Kontrola dostępu i uprawnienia.

Wysyłanie komunikatu z chmury do urządzenia

W tej sekcji utworzysz aplikację konsolową języka Python, która wysyła komunikaty z chmury do urządzenia do aplikacji symulowanego urządzenia. Potrzebny jest identyfikator urządzenia z urządzenia i parametry połączenia centrum IoT Hub.

W katalogu roboczym otwórz wiersz polecenia i zainstaluj zestaw SDK usługi Azure IoT Hub dla języka Python.
```
pip install azure-iot-hub
```
Za pomocą edytora tekstów utwórz plik o nazwie SendCloudToDeviceMessage.py.

Dodaj następujące import instrukcje i zmienne na początku pliku SendCloudToDeviceMessage.py :

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}"

Dodaj następujący kod do pliku SendCloudToDeviceMessage.py . {iot hub connection string} Zastąp wartości symbole zastępcze i {device id} parametrami połączenia centrum IoT Hub i identyfikatorem urządzenia zanotowanymi wcześniej:
```
CONNECTION_STRING = "{IoTHubConnectionString}"
DEVICE_ID = "{deviceId}"
```

Dodaj następujący kod, aby wysyłać komunikaty do urządzenia:

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" )

Dodaj następującą funkcję główną:

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

    iothub_messaging_sample_run()

Zapisz i zamknij plik SendCloudToDeviceMessage.py .

Uruchamianie aplikacji

Teraz możesz przystąpić do uruchamiania aplikacji.

W wierszu polecenia w katalogu roboczym uruchom następujące polecenie, aby nasłuchiwać komunikatów z chmury do urządzenia:
```
python SimulatedDevice.py
```
Otwórz nowy wiersz polecenia w katalogu roboczym i uruchom następujące polecenie, aby wysłać komunikaty z chmury do urządzenia:
```
python SendCloudToDeviceMessage.py
```
Zanotuj komunikaty odebrane przez urządzenie.

Następne kroki

W tym artykule przedstawiono sposób wysyłania i odbierania komunikatów z chmury do urządzenia.

Aby dowiedzieć się więcej na temat komunikatów z chmury do urządzenia, zobacz Wysyłanie komunikatów z chmury do urządzenia z centrum IoT Hub.
Aby dowiedzieć się więcej o formatach komunikatów IoT Hub, zobacz Tworzenie i odczytywanie komunikatów IoT Hub.