基于AWS的物联网虚拟环境站

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 。

AWS 管理控制台

 

创建事物

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
• 在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和一个私钥。

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，单击激活并完成。

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。

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

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：

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 ）：

MQTT 设置

 

开始连接并订阅您的主题：

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：

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：

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

上次检测

 

• 各站最近一小时的所有数据

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

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

• 第二部分
• Github 仓库
• YouTube 演示文稿
• 领英个人资料