在W5100S EVB Pico上使用Micropython連接到Azure IoTHub

描述

MQTT 使用 Micropython 將 W5100S-EVB-Pico 連接到 Azure IoT Hub 并發(fā)送和接收消息的過程。

我為 IoT Hub 使用了 SAS 令牌身份驗證方法。

成分

硬件

W5100S-EVB-Pico

微型 5pin USB 數(shù)據(jù)線

網(wǎng)線

軟件/軟件

• 托尼

RP2040 Micropython 開發(fā)環(huán)境

• Azure 物聯(lián)網(wǎng)資源管理器

檢查設(shè)備信息

遙測監(jiān)控

C2D傳輸

準備 Azure 資源

創(chuàng)建 Azure IoT 中心

創(chuàng)建 Azure IoT Hub 的方式有很多種，比如 Azure 門戶、Azure CLI、REST API 等，一開始我們主要使用通過 Azure 門戶創(chuàng)建的方法。

說明可以在下面的鏈接中找到。

• 使用 Azure 門戶創(chuàng)建 IoT 中心

微蟒固件

建造

構(gòu)建操作使用 WSL2 (Ubuntu 20.04.4 LTS) 環(huán)境。

rena@Rena-PC:~$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 20.04.4 LTS
Release:        20.04
Codename:       focal

搭建構(gòu)建環(huán)境的信息，如安裝工具，可以參考Micropython的官方文檔。

Micropython 存儲庫中的自述文件中引用了構(gòu)建過程。

https://github.com/micropython/micropython/tree/master/ports/rp2

存儲庫克隆

克隆包含子模塊的存儲庫并檢索子模塊。

git clone https://github.com/micropython/micropython.git
cd micropython

git submodule update --init

構(gòu)建子模塊

make -C ports/rp2 submodules

mpy-cross build（MicroPython 交叉編譯器）

在構(gòu)建設(shè)備固件之前，必須先進行 mpy-cross 構(gòu)建。

make -C mpy-cross

構(gòu)建 W5100S-EVB-Pico 設(shè)備固件

W5100S_EVB_PICO 使用任何支持的設(shè)備構(gòu)建固件。

可以在Micropython 中找到支持列表：ports/rp2/boards。

cd ports/rp2
make BOARD=W5100S_EVB_PICO submodules
make BOARD=W5100S_EVB_PICO

這是最終的構(gòu)建過程。至少需要幾分鐘。

固件上傳

將固件上傳到設(shè)備。

進入引導(dǎo)模式

H/W v1.0和v1.1的形狀略有不同，但是我的板子是v1.0，所以在按下板子的BOOTSEL按鈕的同時提供電源（USB線），它進入了Boot模式。

在v1.1的情況下，如果在按住BOOTSEL鍵的同時按下RUN鍵，則進入開機模式，無需重新上電。

固件上傳

內(nèi)置固件位于以下路徑。

• micropython/ports/rp2/build-W5100S_EVB_PICO

上傳文件firmware.uf2。

現(xiàn)在固件的工作已經(jīng)完成。

接下來，安裝 umqtt 庫，使用 Thonny 編寫一些代碼，向 IoT Hub 發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，并使用 Azure IoT Explorer 監(jiān)控數(shù)據(jù)。

編寫設(shè)備代碼

Azure-Samples 中的 IoTMQTTSample 代碼中引用了示例代碼。

• Azure-Samples/IoTMQTTSample - src/MicroPython

從 IoT Explorer 獲取設(shè)備信息

您需要獲取信息以連接到 Azure IoT 中心并將其寫入您的代碼中。

請參閱Azure IoT 中心指南：使用 MQTT 協(xié)議與 IoT 中心通信，了解與 MQTT 通信時每個字段的要求

在示例代碼的情況下，應(yīng)該獲得以下數(shù)據(jù)。

• 設(shè)備連接字符串
• 設(shè)備 SAS 令牌

如果您查看代碼，它的實現(xiàn)是解析連接字符串以獲取主機名、設(shè)備 ID 和共享訪問密鑰值。

獲取信息的方法有多種，其中我使用了 IoT Explorer。

• Azure IoT 中心發(fā)布

設(shè)置 IoT Explorer IoT Hub 連接

首先，需要授予訪問權(quán)限，以便 IoT Explorer 可以訪問 IoT Hub。

在默認權(quán)限中，iothubowner包括所有權(quán)限的權(quán)限都將授予 IoT Explorer。

單擊iothubonwer，單擊主連接字符串右側(cè)的按鈕，復(fù)制該值，然后將其粘貼到在 IoT Explorer 中單擊添加連接時出現(xiàn)的窗口并保存。

如果一開始只設(shè)置一次此設(shè)置，則可以在工具中執(zhí)行 IoT 中心和設(shè)備的大部分任務(wù)。

創(chuàng)建設(shè)備后，獲取如圖所示的信息值。

設(shè)備創(chuàng)建

復(fù)制連接字符串

SAS 令牌創(chuàng)建和復(fù)制

設(shè)備源代碼

我將設(shè)備代碼上傳到下面的鏈接。

• https://github.com/renakim/W5100S-EVB-Pico-Micropython/tree/main/examples/Azure

原示例代碼中新增和修改了以下內(nèi)容。

• W5100S 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置
• 遙測消息傳輸修改：String -> JSON string

如果不更改為 JSON，很難在 IoT Explorer 中識別數(shù)據(jù)。

安裝庫

在 Thonny 環(huán)境中安裝庫。

從頂部菜單中選擇工具 - 管理包后，輸入umqtt并搜索。

在找到的包中，依次安裝 umqtt.simple 和 umqtt.robust。

如果安裝成功，點擊左側(cè)列表中的umqtt，安裝的包顯示如下。

執(zhí)行和監(jiān)控

遙測

connecting
Publishing
Sending message 0
Sending message 1
Sending message 2
Sending message 3
Sending message 4
Sending message 5
Sending message 6
Sending message 7
Sending message 8
Sending message 9
Sending message 10
waiting for message
Received message
b'message from IoT Hub'

C2D 消息

?

過程視頻

參考

• RP2040-HAT-MicroPython 存儲庫
• Azure IoTMQTTSample - Micropython
• 來自nickehallgren 的Micropython 論壇帖子