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基于AWS的物联网虚拟环境站

消耗积分:0 | 格式:zip | 大小:0.00 MB | 2023-07-05

王雪

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描述

概述

该项目是罗马第一大学物联网课程作业的第一部分。目的是建立一个基于亚马逊网络服务(AWS)的虚拟环境站,模拟一些传感器(温度、湿度、雨高、风向和风强度),从 Python 脚本生成来自两个不同站的随机值并将它们发送到具有 MQTT 代理的数据库 (DynamoDB)。然后这些数据将显示在一个简单的 Web 应用程序上(本项目在 localhost 中运行)。在有用的链接部分,您可以找到指向第二部分、我的 GitHub 存储库和 YouTube 演示文稿的链接。

AWS 物联网核心

Amazon Web Services是一个提供大量服务的云计算平台。首先,您必须创建一个帐户,请记住,如果您是学生,您将拥有一些优势。然后,您可以访问AWS 管理控制台,它可以让您找到所需的每项服务,并搜索IoT Core

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AWS 管理控制台
 

创建事物

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AWS 物联网核心
 

按照以下步骤创建新事物:

  • 当您在 IoT Core 服务中时,单击管理
  • Things子选项卡中查找Create按钮,然后选择Create a single thing
  • 为您的事物命名,忽略其他字段并单击下一步
  • 选择一键式证书创建,然后单击创建证书

现在您必须注意这一步,因为您需要将系统提供给您的证书保存在一个文件夹中,它们对于设置与您的 Thing 的连接非常重要。你必须为这个东西下载一个证书一个私钥。

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证书创建
 

然后在AWS 的根 CA附近单击下载:您将被重定向到用于服务器身份验证的 CA 证书页面。您必须选择Amazon Root CA 1并保存将显示在扩展名为.pem的文件中的证书。最后,单击激活完成。

现在您可以返回 AWS IoT Core 主页并选择Secure选项卡然后选择Policies:现在您必须创建一个策略以附加到您的证书。

  • 策略子选项卡中,单击创建
  • 为您的策略命名,使用“ * ”填写操作资源 Arn字段,然后选中允许
  • 点击创建

成功创建策略后,返回证书子选项卡,找到您的证书并单击三个点;选择附加策略并选择您刚刚创建的策略。做得好!该事物已在 IoT Core 上正确创建。您可以在此处找到完整的 AWS IoT Core 文档

动态数据库

现在您需要一个数据库来存储您的数据,因此请返回 AWS 管理控制台并搜索DynamoDB 现在点击创建表:

  • 为您的桌子选择一个名称
  • 选择一个主键(在这种情况下是ID
  • 选择一个排序键(在这种情况下建议是datetime
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DynamoDB 表
 

DynamoDB 用途广泛,您可以通过多种方式创建和获取项目,例如使用规则或使用AWS Lambda。在我们的例子中,一切都是使用 Python 脚本完成的。您可以在此处找到完整的 DynamoDB 文档

编码

首先,您需要下载适用于 Python 的 AWS 开发工具包(终端:pip install boto3. 在脚本中:import boto3 )。然后你就可以建立与你事物的连接:

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连接设置
 

您可以在之前创建的事物的信息选项卡中找到您的端点 (ARN)。在同一函数中初始化 MQTT 通信(记得导入 AWSIoTMQTTClient ):

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MQTT 设置
 

开始连接并订阅您的主题:

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连接和订阅
 

也可以检查连接是否正常工作。为此,您必须返回 IoT Core 服务,选择“测试”选项卡并订阅一个主题:显然该主题必须与您在代码中声明的相同;之后,如果您运行模拟,您应该在终端和 IoT Core 中获得相同的结果:

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测试页
 

然后,您可以选择一种方法来模拟虚拟传感器的数据检测。就我而言,这些数据只是在某些范围内随机生成的:

  • 温度(-50 | 50 摄氏度)
  • 湿度 (0 | 100%)
  • 风向(0 | 360 度)
  • 风强 (0 | 100 m/s)
  • 雨高(0 | 50 mm / h)

数据将在同一脚本中发送到 DynamoDB:

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存储数据
 

网络仪表板

最后,Web 应用程序将显示存储在数据库中的数据。在我的例子中,它是一个在 localhost 中运行的简单应用程序,使用Django 创建。Web 应用程序提供:

  • 每个虚拟站的最后一次检测
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上次检测
 
  • 各站最近一小时的所有数据
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最后一小时存储的数据
 
  • 对于每个传感器,过去一小时内所有站点的数据
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最后的数据
 

系统如何运作

该代码在我的 Github 存储库中可用,显然,如果您想使用它,您必须更改一些参数,例如端点和证书的路径。

有用的链接


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