基于AWS的物聯網虛擬環境站

描述

概述

該項目是羅馬第一大學物聯網課程作業的第一部分。目的是建立一個基于亞馬遜網絡服務（AWS）的虛擬環境站，模擬一些傳感器（溫度、濕度、雨高、風向和風強度），從 Python 腳本生成來自兩個不同站的隨機值并將它們發送到具有 MQTT 代理的數據庫 (DynamoDB)。然后這些數據將顯示在一個簡單的 Web 應用程序上（本項目在 localhost 中運行）。在有用的鏈接部分，您可以找到指向第二部分、我的 GitHub 存儲庫和 YouTube 演示文稿的鏈接。

AWS 物聯網核心

Amazon Web Services是一個提供大量服務的云計算平臺。首先，您必須創建一個帳戶，請記住，如果您是學生，您將擁有一些優勢。然后，您可以訪問AWS 管理控制臺，它可以讓您找到所需的每項服務，并搜索IoT Core 。

AWS 管理控制臺

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創建事物

AWS 物聯網核心

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按照以下步驟創建新事物：

• 當您在 IoT Core 服務中時，單擊管理
• 在Things子選項卡中查找Create按鈕，然后選擇Create a single thing
• 為您的事物命名，忽略其他字段并單擊下一步
• 選擇一鍵式證書創建，然后單擊創建證書

現在您必須注意這一步，因為您需要將系統提供給您的證書保存在一個文件夾中，它們對于設置與您的 Thing 的連接非常重要。你必須為這個東西下載一個證書和一個私鑰。

證書創建

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然后在AWS 的根 CA附近單擊下載：您將被重定向到用于服務器身份驗證的 CA 證書頁面。您必須選擇Amazon Root CA 1并保存將顯示在擴展名為.pem的文件中的證書。最后，單擊激活并完成。

現在您可以返回 AWS IoT Core 主頁并選擇Secure選項卡，然后選擇Policies：現在您必須創建一個策略以附加到您的證書。

• 在策略子選項卡中，單擊創建
• 為您的策略命名，使用“ * ”填寫操作和資源 Arn字段，然后選中允許框
• 點擊創建

成功創建策略后，返回證書子選項卡，找到您的證書并單擊三個點；選擇附加策略并選擇您剛剛創建的策略。做得好！該事物已在 IoT Core 上正確創建。您可以在此處找到完整的 AWS IoT Core 文檔。

動態數據庫

現在您需要一個數據庫來存儲您的數據，因此請返回 AWS 管理控制臺并搜索DynamoDB 。現在點擊創建表：

• 為您的桌子選擇一個名稱
• 選擇一個主鍵（在這種情況下是ID ）
• 選擇一個排序鍵（在這種情況下建議是datetime ）

DynamoDB 表

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DynamoDB 用途廣泛，您可以通過多種方式創建和獲取項目，例如使用規則或使用AWS Lambda。在我們的例子中，一切都是使用 Python 腳本完成的。您可以在此處找到完整的 DynamoDB 文檔。

編碼

首先，您需要下載適用于 Python 的 AWS 開發工具包（終端：pip install boto3. 在腳本中：import boto3 ）。然后你就可以建立與你事物的連接：

連接設置

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您可以在之前創建的事物的信息選項卡中找到您的端點 (ARN)。在同一函數中初始化 MQTT 通信（記得導入 AWSIoTMQTTClient ）：

MQTT 設置

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開始連接并訂閱您的主題：

連接和訂閱

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也可以檢查連接是否正常工作。為此，您必須返回 IoT Core 服務，選擇“測試”選項卡并訂閱一個主題：顯然該主題必須與您在代碼中聲明的相同；之后，如果您運行模擬，您應該在終端和 IoT Core 中獲得相同的結果：

測試頁

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然后，您可以選擇一種方法來模擬虛擬傳感器的數據檢測。就我而言，這些數據只是在某些范圍內隨機生成的：

• 溫度（-50 | 50 攝氏度）
• 濕度 (0 | 100%)
• 風向（0 | 360 度）
• 風強 (0 | 100 m/s)
• 雨高（0 | 50 mm / h）

數據將在同一腳本中發送到 DynamoDB：

存儲數據

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網絡儀表板

最后，Web 應用程序將顯示存儲在數據庫中的數據。在我的例子中，它是一個在 localhost 中運行的簡單應用程序，使用Django 創建。Web 應用程序提供：

• 每個虛擬站的最后一次檢測

上次檢測

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• 各站最近一小時的所有數據

最后一小時存儲的數據

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• 對于每個傳感器，過去一小時內所有站點的數據

最后的數據

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系統如何運作

該代碼在我的 Github 存儲庫中可用，顯然，如果您想使用它，您必須更改一些參數，例如端點和證書的路徑。

有用的鏈接

• 第二部分
• Github 倉庫
• YouTube 演示文稿
• 領英個人資料