使用AWS和英特爾Edison構建連接的馬拉卡

描述

介紹

今天，我們將構建一個像Maraca一樣的簡單連接設備。當您搖動設備時，它將開始將數據流式傳輸到 AWS。然后，您將能夠在您的 AWS 賬戶中托管的儀表板上實時查看該數據。

馬拉卡斯，有時被稱為倫巴振動器和其他各種名稱，是起源于拉丁美洲的打擊樂器——撥浪鼓。它們被歸類為 idiphones。玩家握住它們的把手，通常是成對的，然后搖晃它們。

將核心連接到 Edison 和 AWS 環境后，最終的 Connected Maraca 系統將如下所示：

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第 1 部分：設置您的英特爾 Edison

打開包裝盒后，帶有 Arduino 擴展板的 Intel Edison，按照這些一次性步驟設置、連接和刷新最新映像。

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第 1 步：組裝您的英特爾 Edison 開發板

要設置您的愛迪生，請將您的愛迪生卡入分線板。接下來，將 J9 跳線移至“頂部”位置。最后，使用提供的兩條 micro-USB 電纜將 Edison 連接到計算機。

單擊此處以獲取有關如何組裝電路板的更多說明。

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第 2 步：閃現你的愛迪生。

接下來，您需要刷新您的 Edison 板。首先，從 Intel 的下載頁面下載最新的 Yocto 鏡像和 Flash Tool Lite：

• 英特爾物聯網下載

注意：?當您安裝并打開 Flash Tool Lite 時，它??可能會被命名為“Phone”Flash Tool Lite。這很正常！

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確保您的 Intel Edison 已使用兩條微型 USB 電纜連接到您的計算機。打開 Flash Tool Lite，您應該會在應用程序中看到您的開發板。按著這些次序：

1. 瀏覽并選擇您在上面下載的 Yocto 圖像。

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2. 單擊“開始閃爍”。此時，它可能會要求您斷開并重新連接Edison。如果是這樣，請拔下 USB 電纜并重新插入。

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3. 等到板子完成閃爍。這將需要重新啟動電路板。

   
   

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恭喜！你已經成功地刷新了你的愛迪生。

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第 3 步：連接到您的英特爾 Edison。

為了連接到設備，您需要進行串行連接。在 Mac 或 Linux 操作系統上，您可以使用 screen 實用程序執行此操作。在 Windows 機器上，您可以使用 PuTTy 執行此操作。

注意：?一旦您建立了串行連接，如果您看到一個空白屏幕 - 按兩次 Enter。

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在 Mac 上：

• 打開一個新的終端窗口并輸入screen /dev/tty.usbs. 按“制表符”自動完成該行。最后，115200 -L在行尾添加并按兩次回車。

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在 PC 上：

• 下載 PuTTy 后，選擇“串行”并將波特率設置為 115200。在設備管理器中，您可以找到 Edison 正在使用的 COM 端口。連接，當您看到一個空白窗口時，按兩次 Enter。

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在 Linux 上：

• 在使用 screen 命令連接到 Edison 之前，您需要安裝 screen。鍵入這些命令，然后按兩次 Enter。：

  $ sudo apt-get 安裝屏幕
  $ sudo 屏幕 /dev/ttyUSB0 115200
  

第 4 步：設置和配置您的 Intel Edison。

連接到設備后，通過鍵入配置 Edison configure_edison --setup。

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第 5 步：設置 Arduino IDE 并上傳基本草圖以測試您的系統。

如果您沒有安裝 Arduino IDE，請按照此處的步驟進行安裝。

要測試所有設置是否正確，請嘗試使用 Arduino IDE 上傳并運行“閃爍 LED”草圖。

1. 打開文件 > 示例 > 基礎 > 閃爍
2. 在 Tools > Board 下，確保您已選擇“Intel Edison”。如果沒有出現，請按照此處的步驟操作。
3. 在工具 > 端口下，選擇dev/cu.usbmodem...
4. 單擊驗證，然后在編譯后單擊上傳
5. 看看 Edison 上的板載 LED 是否在閃爍！

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第 2 部分：創建您的 AWS 環境

您的 AWS 環境由許多不同的 AWS 服務組成，這些服務為您的 Connected Maraca 生成的發送者數據提供安全、傳輸和存儲。您的 AWS 環境將包括使用以下服務預置的資源：

Lambda ?+? Kinesis ?+? DynamoDB ?+? Cognito ?+? S3 ?+? SNS ?+ IAM ?+? CloudFormation

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以下是系統的工作方式：

AWS 中的所有服務都是通過一組豐富的 REST API 提供的。您可以利用眾多SDK之一通過 API 以編程方式使用服務。或者，您可以通過基于 Web 的AWS 管理控制臺調用服務。為了構建我們的 AWS 環境，我們將通過控制臺手動調用多項服務。但請記住，我們今天執行的每一步都可以完全以編程方式完成，這也是 AWS 云如此強大的眾多原因之一。

要創建您的 AWS 環境，我們將使用 CloudFormation 模板。CloudFormation 模板使用 JSON 格式的文檔來快速可靠地預置 AWS 資源，稱為“堆?！?。

第 1 步：創建 CloudFormation 堆棧。

注意：?在本教程中，我們將在 AWS俄勒岡地區 ( us-west-2 ) 中設置資源。在繼續之前，請確保屏幕右上角的區域下拉菜單顯示Oregon。

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1. 通過單擊服務> CloudFormation打開 CloudFormation 控制臺頁面

2. 按藍色的創建堆棧按鈕。

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3. 命名你的堆棧。接下來，將以下 URL 復制并粘貼到 S3 模板 URL 字段中：

4. 創建并輸入一個新的設備 ID，該 ID 將用于在連接的應用程序中識別您的設備。您可以在此字段中輸入任何內容，但必須介于 5 到 10 個字符之間，并且不能包含空格或特殊字符。

   
   

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5. 選擇“Edison”作為DeviceType。

6. 按下一步。添加任何可以幫助您在將來識別此堆棧的標簽。

7. 按下一步。此屏幕將為您提供堆棧的概覽。注意：您可以在此處估算此環境每月的成本。

8. 按創建。您的堆?，F在將啟動。

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第 2 步：記下創建的輸出。

成功啟動 CloudFormation 堆棧后，您將能夠看到它創建的輸出。這些是您在配置 Connected Maraca 和網站可視化工具時將使用的值。要查看輸出，請單擊輸出選項卡。它看起來像這樣：

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第 3 部分：創建 Lambda 函數

為了處理來自設備的數據，我們將使用 Kinesis 流和 Lambda 函數。

這是將用于處理寫入 Kinesis 流的數據的Lambda 函數。您將剪切該函數中的源代碼并將其粘貼到 Lambda 控制臺中。

注意：?在本教程中，我們將在 AWS俄勒岡地區 ( us-west-2 ) 中設置資源。在繼續之前，請確保屏幕右上角的區域下拉菜單顯示Oregon。

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1. 通過單擊服務> Lambda打開 Lambda 控制臺頁面

2. 按藍色的立即開始按鈕。

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3. 輸入函數的名稱和可選的描述。

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4. 在上面列出的 URL 中剪切并粘貼 Javascript 文件中的源代碼。將字符串“[TABLE_NAME]”替換為在 CloudFormation 堆棧中創建的設備表的名稱。

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5. 選擇在上一步中從 CloudFormation 堆棧創建的角色。它的名稱應該類似于 [StackName]-DeviceExecutionRole-XXXXX

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6. 按創建。該函數現已創建。

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7. 通過選擇“Actions->Add Event Source”向函數添加事件源

8. 選擇由 CloudFormation 堆棧創建的 Kinesis 流作為事件源。

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9. 按提交。您現在應該會在函數下方的“事件源”列表中看到 Kinesis 流。

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恭喜??！您現在已成功設置 AWS 后端基礎設施。

第 4 部分：組裝互聯馬拉卡

Connected Maraca 簡介：它會做什么？

Connected Maraca 將以三種模式之一運行：

1. DynamoDB 模式：它將項目發布到 DynamoDB 表，列為 、。
2. Kinesis 模式：它將帶有 device_id、時間戳和傳感器數據的 JSON 記錄發送到 Kinesis Stream。
3. SNS 模式：它將向 SNS 主題發布時間戳。

關于應用程序的一些注意事項：

• 該應用程序默認使用 DynamoDB 模式。
• 插座 D7 上的按鈕（“模式”按鈕）更改（循環）當前支持的服務
• RGB LED 指示當前模式（藍色：發電機，橙色：kinesis，紫色：sns）
• 更改模式時蜂鳴器發出嗶嗶聲，串行控制臺輸出驗證新模式
• 搖動馬拉卡觸發器將記錄發布到當前模式 AWS 服務
• 串行控制臺輸出顯示消息發送和響應信息
• 發送消息和收到 AWS 目標服務響應之間的 RBG 模式 LED 變暗

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第 1 步：確保您擁有所有正確的組件

現在讓我們組裝連接的馬拉卡。您將需要以下部件：

注意：?有關 Grove Kit 中所有組件的更詳細描述，請查看?Grove Wiki。

第 2 步：連接所有組件

擁有所有組件后，將Grove 底座護罩連接到 Edison Arduino 板上。您將把各種 Grove Kit 組件連接到基礎護罩。完成后，請按照下列步驟操作：

1. 將 Shield 上的 3.3 至 5V 開關設置為 3.3V
2. Grove Button連接到底座屏蔽插座D7
3. Grove 蜂鳴器連接到底座屏蔽插座D6
4. Grove LED連接到基本屏蔽插座D3
5. Grove 3 軸加速度計連接到任何底部I2C端口

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第 5 部分：構建并運行您的 Connected Maraca

在本節中，我們將使用 Arduino IDE 構建連接的馬拉卡。

首先，您需要下載 AWS/Edison Connected Maraca 示例代碼：

AWS_Edison_Maraca_Sample.zip

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第 1 步：打開 Connected Maraca 草圖并將其上傳到您的 Edison。

按著這些次序：

1. 解壓上面的 Maraca 示例文件。

2. 打開 Arduino IDE。

3. 解壓后的文件夾中有三個文件夾（庫）可以導入 Arduino IDE：HardwareLibrary、AWSEdisonLibrary 和 AWSArduinoLibrary。要導入它們，請單擊草圖 > 導入庫 > 添加庫。

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4. 打開文件夾Edison_Maraca并雙擊Edison_Maraca.ino文件

5. 修改keys.cpp并在 CloudFormation 輸出中添加提供給您的信息。要到達此處，請單擊 AWS 服務 CloudFormation，然后在您成功部署的堆棧下，單擊“輸出”選項卡。

6. 按驗證，然后按上傳。它們是 IDE 窗口左上角的圖標。

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7. 這將在您的 Edison 上上傳并啟動應用程序。

這是一個指導您完成整個過程的視頻：

注意：?本視頻演示了在 Arduino IDE 中設置 Connected Maraca 項目所需的關鍵步驟。請記住，您還需要在 keys.cpp 文件中添加其余的常量。如上所述，您可以通過單擊 CloudFormation 中的“輸出”選項卡找到這些（Kinesis 流名稱、DynamoDB 表名稱等）。

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第 2 步：查看串行監視器上的輸出

您可以通過單擊工具 > 串行監視器來實時監視輸出。它應該顯示如下內容：

注意：?當您按住連接到 Edison 的按鈕時，它會將交付模式更改為 AWS。這三個選項是 DynamoDB、Kinesis 和 SNS。

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嘗試到SSID: 
連接無線網絡
SSID：冷凝水
IP 地址  。 .   . 
信號強度 (RSSI)：-  dBm
設置完成！循環主程序
初始：運動
發布Kinesis
{ ：，：，：，：[{ ： }]}
Kinesis 記錄發布Stream
按鈕按下改變。新：DynamoDB
發布DynamoDB
DynamoDB PutItem 成功！
按鈕按下改變。新：SNS
發布SNS
發送消息ID：a500139f-  c1c-  -  -  f44c782b2d9
按鈕按下改變。新：運動
發布Kinesis
{ ：，：，：，：[{ ： }]}
Kinesis 記錄發布Stream
按鈕按下改變。新：DynamoDB
按鈕按下改變。新：SNS
按鈕按下改變。新：運動
發布Kinesis
{ ：，：，：，：[{ ： }]}
Kinesis 記錄發布Stream
按鈕按下改變。新：DynamoDB
發布DynamoDB
DynamoDB PutItem 成功！
按鈕按下改變。新：SNS
發布SNS
發送消息ID： afc97f-  a1f-  -bbfe-  a4e1cce71e

您現在使用 Arduino 成功地將數據從英特爾 Edison 發送到云端。

恭喜！您已成功構建 Connected Maraca！當你搖動你的馬拉卡時，你的數據將顯示在房間前面的排行榜上。

（可選）第 6 部分：可視化您的數據

可視化應用程序是通過 S3 交付的靜態 Angular.JS 網站。由于該站點完全由 HTML、CSS 和 Javascript 組成，因此保護調用 AWS 服務的 Javascript 代碼所使用的憑證非常重要。

為了提供對您環境中創建的資源的安全訪問，我們將使用 Cognito 服務。Cognito 與 IAM 服務集成，允許您創建策略來定義如何訪問環境中的資源。例如，您可能不希望全世界都能夠在 DynamoDB 中的表中讀取和寫入數據。但是您可能希望允許某些用戶或應用程序訪問這些表。使用 Cognito 和 IAM，您可以將訪問您的 DynamoDB 表的權限僅限于您信任的用戶或應用程序，同時禁止訪問其他所有內容。

第 1 步：創建 Cognito 身份池。

注意：?在本教程中，我們將使用 Cognito 服務，該服務僅在 AWS N. Virginia區域 ( us-east-1 ) 中可用。在繼續之前，請確保屏幕右上角的區域下拉菜單顯示N. Virginia。

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1. 通過單擊服務> Cognito打開 Cognito 控制臺頁面

2. 按藍色的開始按鈕。

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3. 命名您的 Cognito 身份池。您可以使用任何您想要的名稱。

4. 在未經身份驗證的身份部分下，選中該框以啟用對未經身份驗證的身份的訪問。

5. 單擊創建池按鈕。您現在將看到以下屏幕：

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6. 單擊查看詳細信息并記下在此過程中創建的未經身份驗證的IAM 角色的名稱。按允許。

恭喜！您已經設置了 Cognito 身份池。

現在已經創建了 Cognito 身份池，我們可以將其鏈接到定義可視化應用程序所需權限的 IAM 角色。此角色實質上允許對 DynamoDB 表中的數據進行只讀訪問。

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第 2 步：在 IAM 中附加可視化策略

1. 通過單擊服務> IAM打開 IAM 控制臺頁面

2. 在左側菜單中，單擊角色。

3. 查找設置 Cognito 身份池時創建的未經身份驗證的角色。單擊角色名稱以編輯角色。

4. 在托管策略下，單擊附加策略。

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5. AWS 有許多現成的托管策略，可用于定義對您的 IAM 用戶、組和角色的訪問權限。當您啟動 CloudFormation 堆棧時，為可視化創建了一個托管策略。搜索“可視化”，應顯示托管策略。

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6. 單擊復選框并按附加策略。

恭喜！您已成功將您的可視化策略附加到您的 Cognito 未經身份驗證的 IAM 角色！現在，您已準備好配置和上傳 Web 應用程序。

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第 3 步：上傳并配置您的 S3 可視化網站。

要配置和安裝可視化網站，首先下載應用程序并按照以下步驟操作：

可視化.tar.gz

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1. 將 tarball 解壓到筆記本電腦的本地目錄中。

2. 在文本編輯器中打開文件visual/scripts/config.js 。

3. 將所有具有“[TOKEN]”形式的配置值替換為所需的值。您將使用的值都是您在第 2 部分中創建的 CloudFormation 堆棧的輸出。

4. 保存對文件的更改。

5. 通過單擊服務> S3打開 S3 控制臺頁面

6. 找到在您啟動 CloudFormation 堆棧時創建的可視化存儲桶。單擊存儲桶名稱以打開存儲桶。

7. 點擊左上角的上傳。

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8. 在某些瀏覽器中，您可以簡單地將文件拖放到頁面上指定的框中。在其他情況下，您可以使用增強上傳器復制文件夾中的所有文件。

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或者，如果您設置了 AWS CLI 工具，則可以從命令行將可視化文件上傳到您的 S3 存儲桶。以下是用于復制文件的命令，其中 [YOUR S3 VISUALIZATION BUCKET] 是 CloudFormation 堆棧中名為“VisualizationBucketName”的輸出參數的值：

   --recusive 可視化 : 

現在，如果您單擊 CloudFormation 輸出中提供的鏈接，您將看到帶有流設備數據的可視化網站。

恭喜??！您已完成互聯馬拉卡！