Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

上篇博文中我们将模拟设备注册到Azure IoT Hub中:我们得到了设备的唯一标识。

Azure IoT 技术研究系列2-设备注册到Azure IoT Hub

本文中我们继续深入研究,设备到云、云到设备通信。

1. 在Azure IoT Hub中接收模拟设备的消息

读取设备到云消息的Event Hub兼容终结点,使用 AMQP 协议。

我们新建一个Console控制台工程:IoTServer,添加Nuget引用:WindowsAzure.ServiceBus

Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

核心的命名空间:using Microsoft.ServiceBus.Messaging;

核心类:EventHubClient

通过EventHubClient创建一个EventHubReceiver,不间断的接收设备侧的消息。

         static string connectionString = "HostName=IoTTest.*******;SharedAccessKeyName=iothubowner;SharedAccessKey=***";
static string iotHubD2cEndpoint = "messages/events";
static EventHubClient eventHubClient;

ReceiveMessagesFromDeviceAsync方法:

         /// <summary>
/// 接收设备侧的消息
/// </summary>
/// <param name="partition">分区</param>
/// <param name="ct">取消标识</param>
/// <returns>Task</returns>
private static async Task ReceiveMessagesFromDeviceAsync(string partition, CancellationToken ct)
{
var eventHubReceiver = eventHubClient.GetDefaultConsumerGroup().CreateReceiver(partition, DateTime.UtcNow);
while (true)
{
if (ct.IsCancellationRequested) break;
EventData eventData = await eventHubReceiver.ReceiveAsync();
if (eventData == null) continue; string data = Encoding.UTF8.GetString(eventData.GetBytes());
Console.WriteLine("Message received. Partition: {0} Data: '{1}'", partition, data); //防止CPU被占满
Task.Delay().Wait();
}
}

Main函数中我们将整个IoTServer Run起来:

         static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("Azure IoT Hub 接收消息..., Press Ctrl-C to exit.\n");
eventHubClient = EventHubClient.CreateFromConnectionString(connectionString, iotHubD2cEndpoint); var d2cPartitions = eventHubClient.GetRuntimeInformation().PartitionIds; CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource(); System.Console.CancelKeyPress += (s, e) =>
{
e.Cancel = true;
cts.Cancel();
Console.WriteLine("Exiting...");
}; var tasks = new List<Task>();
foreach (string partition in d2cPartitions)
{
tasks.Add(ReceiveMessagesFromDeviceAsync(partition, cts.Token));
} Task.WaitAll(tasks.ToArray());
}

2. 模拟设备发送消息到Azure IoT Hub

我们同样新建一个Console控制台工程:Device,用于模拟向Azure IoT Hub 发送消息。

首先添加Nuget引用:Microsoft.Azure.Devices.Client,这个Nuget依赖的Nuget很多,不要着急,慢慢Install吧

Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

核心的命名空间:

using Microsoft.Azure.Devices.Client;
using Newtonsoft.Json;

核心类:

Microsoft.Azure.Devices.Client.DeviceClient

模拟设备往Azure IoT Hub发消息时,用到了设备的Key(唯一标识)和IoT Hub HostName, 上篇博文中提到的主机名:Azure IoT 技术研究系列2-设备注册到Azure IoT Hub

         static DeviceClient deviceClient;
static string iotHubUri = "IoTTest.******"; //iot hub hostname
static string deviceKey = "+jDqO+Nu2g************="; //device key

添加一个循环向Azure IoT Hub发送消息的方法:SendDeviceToCloudMessagesAsync,1s 一条消息

         /// <summary>
/// 循环向Azure IoT Hub发送消息
/// </summary>
private static async void SendDeviceToCloudMessagesAsync()
{
double avgWindSpeed = ; // m/s
Random rand = new Random(); while (true)
{
//发送遥测数据
double currentWindSpeed = avgWindSpeed + rand.NextDouble() * - ;
var telemetryDataPoint = new
{
deviceId = "TeldPile001",
windSpeed = currentWindSpeed
};
var messageString = JsonConvert.SerializeObject(telemetryDataPoint);
var message = new Message(Encoding.ASCII.GetBytes(messageString)); await deviceClient.SendEventAsync(message);
Console.WriteLine("{0} > Sending message: {1}", DateTime.Now, messageString); //1s 一条
await Task.Delay();
}
}

然后,在Main函数中启动模拟设备发送消息:

         static void Main(string[] args)
{
Console.WriteLine("模拟设备通信...\n");
deviceClient = DeviceClient.Create(iotHubUri, new DeviceAuthenticationWithRegistrySymmetricKey("TeldPile001", deviceKey), TransportType.Mqtt); SendDeviceToCloudMessagesAsync();
Console.ReadLine();
}

3. 启动运行测试

在解决方案上设置双启动项目:Device和IoTServer

Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

F5 Run:

Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

可以发现,设备侧消息发送、Azure IoT Hub接收是同步的

我们查看Azure Portal中的统计:

Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

总结: 通过这两篇博文,我们研究验证了Azure IoT Hub 注册设备、设备和云之间的通信,感觉整个Azure 的 IoT Hub还是非常好用、易用,比较容易理解和操作,基于PaaS层的IoT Hub,可以做很多有价值的设计和方案。

周国庆

2017/4/18

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