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将 Raspberry Pi 联机模拟器连接到 Azure IoT 中心 (Node.js)

本教程会先介绍使用 Raspberry Pi 联机模拟器的基础知识。 然后介绍如何使用 Azure IoT 中心将 Pi 模拟器无缝连接到云。

Connect Raspberry Pi web simulator to Azure IoT Hub

如果有物理设备,请访问将 Raspberry Pi 连接到 Azure IoT 中心以开始进行操作。

准备工作

  • 了解 Raspberry Pi 联机模拟器的基础知识。

  • 创建 IoT 中心。

  • 在 IoT 中心内为 Pi 注册设备。

  • 在 Pi 上运行示例应用程序,将模拟传感器数据发送到 IoT 中心。

将模拟 Raspberry Pi 连接到创建的 IoT 中心。 然后,使用模拟器运行示例应用程序,生成传感器数据。 最后,将传感器数据发送到 IoT 中心。

学习内容

  • 如何创建 Azure IoT 中心以及如何获取新的设备连接字符串。 如果没有 Azure 帐户,只需几分钟时间就能创建一个免费的 Azure 试用帐户

  • 如何使用 Raspberry Pi 联机模拟器。

  • 如何将传感器数据发送到 IoT 中心。

Raspberry Pi Web 模拟器概述

单击用于启动 Raspberry Pi 联机模拟器的按钮。

Web 模拟器中有三个区域。

  1. 程序集区域 - 默认电路是 Pi 连接到 BME280 传感器和 LED。 该区域在预览版本中为锁定状态,因此目前无法执行自定义操作。

  2. 编码区域 - 一个联机代码编辑器,可在其中使用 Raspberry Pi 进行编码。 默认示例应用程序可帮助从 BME280 传感器收集传感器数据,并将其发送到 Azure IoT 中心。 该应用程序与真实 Pi 设备完全兼容。

  3. 集成控制台窗口 - 显示代码输出。 在此窗口的顶部,有三个按钮。

    • 运行 - 在编码区域运行应用程序。

    • 重置 - 将编码区域重置为默认示例应用程序。

    • 折叠/展开 - 可使用右侧的按钮折叠/展开控制台窗口。

备注

目前 Raspberry Pi Web 模拟器在预览版中可用。 请通过 Gitter Chatroom 向我们提供意见和建议。 源代码在 GitHub 上是公开的。

Pi 联机模拟器概述

创建 IoT 中心

此部分介绍如何使用 Azure 门户创建 IoT 中心。

  1. 登录 Azure 门户

  2. 从 Azure 主页中选择“+ 创建资源”按钮,然后在“搜索市场”字段中输入“IoT 中心”。

  3. 在搜索结果中选择“IoT 中心”,然后选择“创建” 。

  4. 在“基本信息”选项卡上,按如下所示填写字段:

    • 订阅:选择要用于中心的订阅。

    • 资源组:选择一个资源组或新建一个资源组。 若要新建资源组,请选择“新建”并填写要使用的名称。 若要使用现有的资源组,请选择它。 有关详细信息,请参阅管理 Azure 资源管理器资源组

    • 区域:选择中心所在的区域。 选择最靠近你的位置。 某些功能(如 IoT 中心设备流)仅适用于特定区域。 对于这些受限功能,你必须选择受支持的区域之一。

    • IoT 中心名称:输入中心的名称。 该名称必须全局唯一。

    重要

    由于 IoT 中心将作为 DNS 终结点公开可发现,因此请务必避免在命名它时输入任何敏感信息或个人身份信息。

    在 Azure 门户中创建中心。

  5. 在完成时选择“下一步:网络”,继续创建中心。

    选择可以连接到 IoT 中心的终结点。 你可以选择默认设置“公共终结点(所有网络)”,也可选择“公共终结点(选定的 IP 范围)”或“专用终结点” 。 接受此示例的默认设置。

    选择可以连接的终结点。

  6. 在完成时选择“下一步:管理”,继续创建中心。

    使用 Azure 门户为新的中心设置大小和规模。

    可在此处接受默认设置。 如果需要,可以修改以下任何字段:

    • 定价和缩放层:选择的层。 可以根据你需要的功能数以及每天通过解决方案发送的消息数从多个层级中进行选择。 免费层适用于测试和评估。 允许 500 台设备连接到中心,每天最多可传输 8,000 条消息。 每个 Azure 订阅可以在免费层中创建一个 IoT 中心。

      如果正在完成 IoT 中心设备流的快速入门,请选择免费层。

    • IoT 中心单元:每日每单位允许的消息数取决于中心的定价层。 例如,如果希望中心支持 700,000 条消息引入,请选择两个 S1 层单位。 有关其他层选项的详细信息,请参阅选择合适的 IoT 中心层

    • Defender for IoT:启用此功能可为 IoT 和设备添加额外的一层威胁防护。 此选项不可用于免费层的中心。 有关此功能的详细信息,请参阅适用于 IoT 的 Azure 安全中心

    • 高级设置 > 设备到云的分区:此属性将设备到云消息与这些消息的同步读取器数目相关联。 大多数中心只需要 4 个分区。

  7. 在完成时选择“下一步:标记”继续到下一屏幕。

    标记是名称/值对。 可以为多个资源和资源组分配相同的标记,以便对资源进行分类并合并计费。 有关详细信息,请参阅使用标记来组织 Azure 资源

    使用 Azure 门户为中心分配标记。

  8. 在完成时选择“下一步:查看+创建”可查看选择。 你会看到类似于此屏幕的内容,但其中包含创建中心时选择的值。

    查看用于创建新中心的信息。

  9. 选择“创建”以创建新的中心。 创建中心需要几分钟时间。

在 IoT 中心内注册新设备

本部分在 IoT 中心的标识注册表中创建设备标识。 设备无法连接到中心,除非它在标识注册表中具有条目。 有关详细信息,请参阅 IoT 中心开发人员指南

  1. 在 IoT 中心导航菜单中,打开“IoT 设备”,然后选择“新建”,在 IoT 中心添加设备 。

    在门户中创建设备标识

  2. 在“创建设备”中,提供新设备的名称(例如 myDeviceId),然后选择“保存”。 此操作会为 IoT 中心创建设备标识。

    添加新设备

    重要

    收集的日志中可能会显示设备 ID 用于客户支持和故障排除,因此,在为日志命名时,请务必避免包含任何敏感信息。

  3. 创建设备后,在“IoT 设备”窗格的列表中打开该设备。 复制“主连接字符串”以供稍后使用。

    设备连接字符串

备注

IoT 中心标识注册表只存储设备标识,以启用对 IoT 中心的安全访问。 它存储设备 ID 和密钥用作安全凭据,以及可用于禁用单个设备访问的启用/禁用标志。 如果应用程序需要存储其他特定于设备的元数据,则应使用特定于应用程序的存储。 有关详细信息,请参阅 IoT 中心开发人员指南

在 Pi Web 模拟器上运行示例应用程序

  1. 在编码区域,请确保使用的是默认示例应用程序。 将第 15 行的占位符替换为 Azure IoT 中心设备连接字符串。

  2. 替换设备连接字符串

  3. 选择“运行”,或键入 npm start,即可运行应用程序。

应看到以下输出,该输出显示传感器数据和发送到 IoT 中心的消息输出 - 从 Raspberry Pi 发送到 IoT 中心的传感器数据

读取 IoT 中心收到的消息

若要监视 IoT 中心从模拟设备收到的消息,一种方法是使用适用于 Visual Studio Code 的 Azure IoT Tools。 若要了解详细信息,请参阅使用适用于 Visual Studio Code 的 Azure IoT Tools 在设备和 IoT 中心之间发送和接收消息

若要了解如何通过更多方式来处理设备发送的数据,请转到下一部分。

后续步骤

此时已运行示例应用程序,以收集传感器数据并将其发送到 IoT 中心。

若要继续了解 Azure IoT 中心入门知识并浏览所有扩展的 IoT 方案,请参阅: