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快速入门:使用适用于 IoT 中心设备预配服务的 Python 设备 SDK 创建和预配模拟的 TPM 设备

在本快速入门中,我们在 Windows 计算机上创建一台模拟 IoT 设备。 此模拟设备包含用作硬件安全模块 (HSM) 的 TPM 模拟器。 我们使用设备预配服务 (DPS) 的单个注册,通过设备示例 Python 代码将此模拟设备连接到 IoT 中心。

先决条件

重要

本文仅适用于已弃用的 V1 Python SDK。 V2 中尚不提供用于 IoT 中心设备预配服务的设备和服务客户端。 该团队目前正在努力使 V2 具有功能奇偶一致性。

备注

初始的设备孪生状态配置仅在 IoT 中心的标准层中提供。 有关基本和标准 IoT 中心层的详细信息,请参阅如何选择合适的 IoT 中心层

准备环境

  1. 确保你已安装了 Visual Studio 2015 或更高版本,并为你的 Visual Studio 安装启用“使用 C++ 的桌面开发”。

  2. 下载并安装 CMake 生成系统

  3. 确保在计算机上安装 git 并将其添加到可供命令窗口访问的环境变量。 请参阅软件自由保护组织提供的 Git 客户端工具,了解要安装的最新版 git 工具,其中包括 Git Bash,这是一个命令行应用,可以用来与本地 Git 存储库交互。

  4. 打开命令提示符或 Git Bash。 为设备模拟代码示例克隆 GitHub 存储库:

    git clone --single-branch --branch v1-deprecated https://github.com/Azure/azure-iot-sdk-python.git --recursive
    
  5. 在该 GitHub 存储库的本地副本中创建一个用于 CMake 生成过程的文件夹。

    cd azure-iot-sdk-python/c
    mkdir cmake
    cd cmake
    
  6. 代码示例使用 Windows TPM 模拟器。 运行以下命令,启用 SAS 令牌身份验证。 该命令还会为模拟设备生成 Visual Studio 解决方案。

    cmake -Duse_prov_client:BOOL=ON -Duse_tpm_simulator:BOOL=ON ..
    
  7. 在单独的命令提示符处,导航到 TPM 模拟器文件夹,然后运行将要成为模拟设备的 HSMTPM 模拟器。 单击“允许访问”。 该模拟器通过套接字在端口 2321 和 2322 上进行侦听。 请勿关闭此命令窗口;本快速入门指南自始至终都需让该模拟器保持运行状态。

    .\azure-iot-sdk-python\c\provisioning_client\deps\utpm\tools\tpm_simulator\Simulator.exe
    

    TPM 模拟器

创建设备注册项

Azure IoT 设备预配服务支持两类注册:

本文演示单个注册。

  1. 打开在 cmake 文件夹中生成的名为 azure_iot_sdks.sln 的解决方案,将其内置到 Visual Studio 中。

  2. 右键单击“tpm_device_provision”项目, 然后选择“设为启动项目”。 运行解决方案。 输出窗口会显示进行设备注册所需的“认可密钥”和“注册 ID” 。 记下这些值。

    TPM 安装程序

  3. 登录到 Azure 门户,选择左侧菜单上的“所有资源”按钮,打开设备预配服务 。

  4. 在“设备预配服务”菜单中,选择“管理注册”。 选择“个人注册”选项卡,然后选择顶部的“添加个人注册”按钮 。

  5. 在“添加注册”面板中,输入以下信息:

    • 选择“TPM” 作为标识证明 机制

    • 使用你之前记下的值输入 TPM 设备的“注册 ID”和“认可密钥” 。

    • 选择与预配服务链接的 IoT 中心。

    • (可选)可以提供以下信息:

      • 输入唯一“设备 ID” 。 为设备命名时,请确保避免使用敏感数据。 如果选择不提供此项,则系统将改用注册 ID 来标识设备。
      • 使用设备所需的初始配置更新“初始设备孪生状态” 。
    • 完成后,按“保存”按钮。

      在门户边栏选项卡中输入设备注册信息

    成功注册以后,设备的“注册 ID”会显示在“单个注册”选项卡下的列表中。

模拟设备

  1. 下载并安装 Python 2.x 或 3.x。 请确保根据安装程序的要求,使用 32 位或 64 位安装。 在安装过程中出现提示时,请确保将 Python 添加到特定于平台的环境变量中。

  2. 按照这些说明生成 Python 包。

    备注

    如果运行 build_client.cmd,请确保使用 --use-tpm-simulator 标志。

    备注

    如果使用 pip,请确保也安装 azure-iot-provisioning-device-client 包。 请注意,发布的 PIP 包使用真实的 TPM 而非模拟器。 若要使用模拟器,需使用 --use-tpm-simulator 标志从源进行编译。

  3. 导航到示例文件夹。

    cd azure-iot-sdk-python/provisioning_device_client/samples
    
  4. 使用 Python IDE,编辑名为 provisioning_device_client_sample.py 的 Python 脚本。 将 GLOBAL_PROV_URIID_SCOPE 变量修改先前记下的值。 此外,请确保 SECURITY_DEVICE_TYPE 设置为 ProvisioningSecurityDeviceType.TPM

    GLOBAL_PROV_URI = "{globalServiceEndpoint}"
    ID_SCOPE = "{idScope}"
    SECURITY_DEVICE_TYPE = ProvisioningSecurityDeviceType.TPM
    PROTOCOL = ProvisioningTransportProvider.HTTP
    

    服务信息

  5. 运行该示例。

    python provisioning_device_client_sample.py
    
  6. 请注意相关消息,这些消息模拟设备启动后连接到设备预配服务以获取 IoT 中心信息的情况。

    注册成功

  7. 将模拟设备成功预配到与预配服务链接的 IoT 中心以后,设备 ID 会显示在该中心的“IoT 设备”边栏选项卡上 。

    设备注册到 IoT 中心

    如果从设备的注册项中的默认值更改了“初始设备孪生状态”,则它会从中心拉取所需的孪生状态,并执行相应的操作。 有关详细信息,请参阅了解并在 IoT 中心内使用设备孪生

清理资源

如果打算继续使用和探索设备客户端示例,请勿清理在本快速入门中创建的资源。 如果不打算继续学习,请按以下步骤删除本快速入门中创建的所有资源。

  1. 关闭计算机上的设备客户端示例输出窗口。
  2. 关闭计算机上的 TPM 模拟器窗口。
  3. 在 Azure 门户的左侧菜单中选择“所有资源”,然后选择设备预配服务。 打开服务的“管理注册”边栏选项卡,然后选择“单个注册”选项卡 。选中在本快速入门中注册的设备的“注册 ID”旁边的复选框,然后按窗格顶部的“删除”按钮。
  4. 在 Azure 门户的左侧菜单中选择“所有资源”,然后选择 IoT 中心 。 打开中心的“IoT 设备”边栏选项卡,选中在本快速入门中注册的设备的“设备 ID”旁边的复选框,然后按窗格顶部的“删除”按钮。

后续步骤

在本快速入门中,你已在计算机上创建 TPM 模拟设备,并已使用 IoT 中心设备预配服务将其预配到 IoT 中心。 若要了解如何以编程方式注册 TPM 设备,请继续阅读快速入门中关于 TPM 设备的编程注册内容。