Руководство. Подготовка здания и мониторинг условий работы с помощью предварительной версии Azure Digital Twins

Статья
01/10/2020

Важно!

Выпущена новая версия службы Azure Digital Twins. В свете расширенных возможностей новой службы исходная служба Azure Digital Twins (описанная в этом наборе документации) была прекращена.

Чтобы просмотреть документацию по новой службе, перейдите к активной документации по Azure Digital Twins.

В этом учебнике описано, как использовать Azure Digital Twins (предварительная версия) для отслеживания желаемых температурных условий и уровня комфорта в необходимых пространствах. Настроив пример здания, вы можете подготовить его и запустить пользовательские функции на основе данных датчика, используя шаги в этом руководстве.

В этом руководстве описано следующее:

Определение условий для мониторинга.
Создание определяемой пользователем функции (UDF).
Моделирование данных датчика.
Получение результатов выполнения определяемой пользователем функции.

Предварительные требования

В этом руководстве предполагается, что вы настроили экземпляр Azure Digital Twins. Прежде чем продолжить, убедитесь, что у вас есть:

Учетная запись Azure.
Работающий экземпляр Digital Twins.
Примеры Digital Twins на C#, скачанные и извлеченные на ваш рабочий компьютер.
Пакет SDK для .NET Core версии 2.1.403 или более поздней на компьютере разработки. Он нужен для создания и запуска примера. Выполните команду dotnet --version, чтобы проверить, установлена ли необходимая версия.
Visual Studio Code для изучения примера кода.

Совет

При подготовке нового экземпляра присвойте уникальное имя экземпляру Digital Twins.

определение условий для мониторинга;

Вы можете определить набор конкретных условий, называемых сопоставителями (Matcher), которые нужно отслеживать в данных устройств или датчиков. Затем вы можете определить определяемые пользователем функции. Они выполняют пользовательскую логику для данных, поступающих из ваших пространств и устройств, когда выполняются условия, указанные сопоставителями. Дополнительные сведения см. в статье Обработка данных и определяемые пользователем функции.

В примере проекта occupancy-quickstart откройте файл src\actions\provisionSample.yaml в Visual Studio Code. Обратите внимание на раздел, который начинается с типа matchers. Каждая запись в этом разделе создает сопоставитель с указанным именем. Сопоставитель будет отслеживать датчик типа dataTypeValue. Обратите внимание, как этот раздел относится к пространству с именем Focus Room A1, которое имеет узел devices, содержащий несколько датчиков. Для подготовки сопоставителя, который будет отслеживать один из этих датчиков, его значение dataTypeValue должно соответствовать dataType этого датчика.

Добавьте следующий сопоставитель под имеющимися. Убедитесь, что ключи согласованы, а пространства не заменены символами табуляции. Эти строки также присутствуют в файле provisionSample.yaml в закомментированном виде. Чтобы раскомментировать их, просто удалите символ # в начале каждой строки.

      - name: Matcher Temperature
        dataTypeValue: Temperature

Сопоставитель будет отслеживать датчик SAMPLE_SENSOR_TEMPERATURE, который вы добавили в первом руководстве.

Создание пользовательской функции

С помощью определяемых пользователем функций можно настроить обработку данных датчиков. Они представляют собой настраиваемый код JavaScript, который может выполняться в вашем экземпляре Azure Digital Twins, когда возникают конкретные условия, описанные в сопоставителях. Вы можете создать сопоставители и определяемые пользователем функции для каждого датчика, который нужно отслеживать. Дополнительные сведения см. в статье Обработка данных и определяемые пользователем функции.

В примере файла provisionSample.yaml найдите раздел, начинающийся с типа userdefinedfunctions. В этом разделе описывается подготовка определяемой пользователем функции с заданным именем. Эта функция выполняет действия по отношению к списку сопоставителей в разделе matcherNames. Обратите внимание, что вы можете предоставить свой собственный файл JavaScript для определяемой пользователем функции в качестве скрипта.

Обратите также внимание на раздел с именем roleassignments. Он назначает роль администратора пространства для определяемой пользователем функции. Благодаря этому функция может получать доступ к событиям, поступающим из любого из подготовленных пространств.

Настройте определяемую пользователем функцию, чтобы включить сопоставитель температуры, добавив или раскомментируя следующую строку в matcherNames узле файла provisionSample.yaml :
```
        - Matcher Temperature
```
Откройте файл src\actions\userDefinedFunctions\availability.js в редакторе. Это файл, на который ссылается элемент script в файле provisionSample.yaml. Определяемая пользователем функция в этом файле ищет условия, когда в комнате не обнаружено движения, а уровни углекислого газа ниже 1000 ppm.

Измените файл JavaScript, чтобы отслеживать температуру и другие условия. Добавьте следующие строки кода для отслеживания условий, когда в комнате отсутствует движение, уровни углекислого газа ниже 1000 ppm, а температура ниже 78 градусов по Фаренгейту.

Примечание

В этом разделе изменяется файл src\actions\userDefinedFunctions\availability.js, чтобы вы могли подробно узнать один из способов написания определяемой пользователем функции. Однако вы можете напрямую использовать файл src\actions\userDefinedFunctions\availabilityForTutorial.js в своей настройке. Этот файл содержит все изменения, необходимые для этого руководства. Если вместо этого вы будете использовать данный файл, не забудьте использовать правильное имя файла для ключа script в src\actions\provisionSample.yaml.

а. В верхней части файла добавьте следующие строки для температуры под комментарием // Add your sensor type here:
```
    var temperatureType = "Temperature";
    var temperatureThreshold = 78;
```
b. Добавьте следующие строки после оператора, который определяет var motionSensor, под комментарием // Add your sensor variable here:
```
   var temperatureSensor = otherSensors.find(function(element) {
       return element.DataType === temperatureType;
   });
```
c. Добавьте следующие строки после оператора, который определяет var carbonDioxideValue, под комментарием // Add your sensor latest value here:
```
    var temperatureValue = getFloatValue(temperatureSensor.Value().Value);
```
d. Удалите следующие строки кода под комментарием // Modify this line to monitor your sensor value:
```
   if(carbonDioxideValue === null || motionValue === null) {
       sendNotification(telemetry.SensorId, "Sensor", "Error: Carbon dioxide or motion are null, returning");
       return;
   }
```
Замените их следующими строками:
```
    if(carbonDioxideValue === null || motionValue === null || temperatureValue === null){
        sendNotification(telemetry.SensorId, "Sensor", "Error: Carbon dioxide, motion, or temperature are null, returning");
        return;
    }
```
д) Удалите следующие строки кода под комментарием // Modify these lines as per your sensor:
```
    var availableFresh = "Room is available and air is fresh";
    var noAvailableOrFresh = "Room is not available or air quality is poor";
```
Замените их следующими строками:
```
    var alert = "Room with fresh air and comfortable temperature is available.";
    var noAlert = "Either room is occupied, or working conditions are not right.";
```
е) Удалите следующий блок if-else под комментарием // Modify this code block for your sensor:
```
    // If carbonDioxide less than threshold and no presence in the room => log, notify and set parent space computed value
    if(carbonDioxideValue < carbonDioxideThreshold && !presence) {
        log(`${availableFresh}. Carbon Dioxide: ${carbonDioxideValue}. Presence: ${presence}.`);
        setSpaceValue(parentSpace.Id, spaceAvailFresh, availableFresh);
    }
    else {
        log(`${noAvailableOrFresh}. Carbon Dioxide: ${carbonDioxideValue}. Presence: ${presence}.`);
        setSpaceValue(parentSpace.Id, spaceAvailFresh, noAvailableOrFresh);

        // Set up custom notification for poor air quality
        parentSpace.Notify(JSON.stringify(noAvailableOrFresh));
    }
```
Замените его следующим блоком if-else:
```
    // If sensor values are within range and room is available
    if(carbonDioxideValue < carbonDioxideThreshold && temperatureValue < temperatureThreshold && !presence) {
        log(`${alert}. Carbon Dioxide: ${carbonDioxideValue}. Temperature: ${temperatureValue}. Presence: ${presence}.`);

        // log, notify and set parent space computed value
        setSpaceValue(parentSpace.Id, spaceAvailFresh, alert);

        // Set up notification for this alert
        parentSpace.Notify(JSON.stringify(alert));
    }
    else {
        log(`${noAlert}. Carbon Dioxide: ${carbonDioxideValue}. Temperature: ${temperatureValue}. Presence: ${presence}.`);

        // log, notify and set parent space computed value
        setSpaceValue(parentSpace.Id, spaceAvailFresh, noAlert);
    }
```
Измененная определяемая пользователем функция будет отслеживать условие, когда комната становится свободной, а объем углекислого газа и температура в ней находятся в допустимых пределах. Она будет генерировать уведомление с выражением parentSpace.Notify(JSON.stringify(alert));, когда это условие будет выполнено. Функция установит значение отслеживаемого пространства независимо от того, выполнено ли условие, и выдаст соответствующее сообщение.

ж. Сохраните файл.
Откройте командное окно и перейдите к папке occupancy-quickstart\src. Выполните следующую команду, чтобы подготовить пространственный интеллектуальный граф и определяемую пользователем функцию:
```
dotnet run ProvisionSample
```
Важно!

Чтобы предотвратить несанкционированный доступ к вашему API управления Digital Twins, приложение occupancy-quickstart требует, чтобы вы вошли в систему с учетными данными своей учетной записи Azure. Приложение сохраняет ваши учетные данные на короткий период, поэтому вам может не потребоваться выполнять вход в систему при каждом запуске. Когда эта программа выполняется в первый раз, а также после того, как срок хранения учетных данных истечет, приложение направит вас на страницу входа и вам будет предоставлен код сеанса для ввода на этой странице. Следуйте указаниям по входу в учетную запись Azure.
Когда подлинность вашей учетной записи проверена, приложение начинает создавать пример пространственного графа, как указано в файле provisionSample.yaml. Дождитесь завершения подготовки. Это займет несколько минут. Затем читайте сообщения в командном окне и следите за тем, как создается ваш пространственный граф. Обратите внимание, как приложение создает центр Интернета вещей в корневом узле или Venue.
Из выходных данных в командном окне скопируйте значение ConnectionString в разделе Devices в буфер обмена. Это значение понадобится для имитации подключения к устройству в следующем разделе.

Совет

Если вы получите сообщение об ошибке, например "Операция ввода-вывода была прервана из-за завершения потока или запроса приложения", в процессе подготовки, попробуйте запустить команду снова. Это может произойти, если время ожидания активности HTTP-клиента истекло из-за проблемы с сетью.

моделирование данных датчика;

В этом разделе вы будете использовать проект с именем device-connectivity в примере. Вы выполните имитацию данных датчиков для обнаружения движения, температуры и уровня углекислого газа. Этот проект генерирует случайные значения для датчиков и отправляет их в центр Интернета вещей, используя строку подключения устройства.

В отдельном командном окне перейдите к примеру Azure Digital Twins, а затем в папку device-connectivity.
Запустите эту команду, чтобы убедиться, что зависимости для проекта верны:
```
dotnet restore
```
Откройте файл appsettings.json в редакторе и измените следующие значения:

а. DeviceConnectionString: присвойте значение ConnectionString, выведенное в окне выходных данных в предыдущем разделе. Полностью скопируйте строку в кавычках, чтобы симулятор мог правильно соединиться с центром Интернета вещей.

b. HardwareId в массиве датчиков . Так как вы имитируете события от датчиков, подготовленных в экземпляре Azure Digital Twins, идентификатор оборудования и имена датчиков в этом файле должны соответствовать sensors узлу файла provisionSample.yaml .

Добавьте новую запись для датчика температуры. Узел датчиков в файле appsettings.json должен выглядеть следующим образом:
```
"Sensors": [{
  "DataType": "Motion",
  "HardwareId": "SAMPLE_SENSOR_MOTION"
},{
  "DataType": "CarbonDioxide",
  "HardwareId": "SAMPLE_SENSOR_CARBONDIOXIDE"
},{
  "DataType": "Temperature",
  "HardwareId": "SAMPLE_SENSOR_TEMPERATURE"
}]
```
Запустите эту команду, чтобы начать имитировать события устройства, связанные с температурой, движением и углекислым газом:
```
dotnet run
```
Примечание

Так как пример моделирования не связывается с вашим экземпляром Digital Twins напрямую, проверка подлинности не требуется.

Получение результатов выполнения определяемой пользователем функции

Определяемая пользователем функция запускается каждый раз, когда ваш экземпляр получает данные устройства и датчика. В этом разделе к экземпляру Azure Digital Twins отправляется запрос на получение результатов выполнения определяемой пользователем функции. Вы будете получать уведомления почти в реальном времени о том, что комната свободна, воздух — свежий, а температура — правильная.

Откройте окно командное окно, которое вы использовали для подготовки примера, или новое окно и снова перейдите в папку occupancy-quickstart\src примера.
Выполните следующую команду и войдите в систему при появлении запроса:
```
dotnet run GetAvailableAndFreshSpaces
```

В окне вывода показано, как определяемая пользователем функция выполняется и перехватывает события из имитированного устройства.

Если отслеживаемое условие выполняется, определяемая пользователем функция устанавливает значение пространства с соответствующим сообщением (как в разделе выше). Функция GetAvailableAndFreshSpaces выводит это сообщение на консоль.

Очистка ресурсов

Если вы хотите прекратить изучение Azure Digital Twins на этом этапе, можете удалить ресурсы, созданные во время работы с этим руководством:

На портале Azure в меню слева щелкните Все ресурсы, выберите группу ресурсов Digital Twins, а затем щелкните Удалить.

Совет

Если при удалении экземпляра Digital Twins у вас возникла проблема, запустите обновление службы, в котором эта проблема исправлена. Затем повторите попытку удалить свой экземпляр.
При необходимости удалите примеры приложений на компьютере.

Дальнейшие действия

Теперь, когда вы подготовили пространства и создали платформу для активации пользовательских уведомлений, вы можете перейти к любому из следующих руководств:

Руководство по получению уведомлений от пространств Azure Digital Twins с использованием Logic Apps

Руководство по визуализации и анализу событий пространств Azure Digital Twins с помощью Аналитики временных рядов