使用RIOT-OS的基于AWS的IoT虛擬環(huán)境站

描述

概述

該項(xiàng)目是羅馬第一大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)課程作業(yè)的第二部分。目的是建立一個(gè)基于亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（AWS）的虛擬環(huán)境站。建議檢查第一部分，因?yàn)樵诒局改现校僭O(shè)您已經(jīng)了解該論點(diǎn)的基礎(chǔ)知識(shí)。

該系統(tǒng)由兩個(gè) RIOT-OS 原生板組成，它們生成隨機(jī)環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過(guò) MQTT-SN ( Mosquitto ) 和一個(gè) MQTT 透明橋?qū)⑺鼈儼l(fā)送到 AWS。在有用的鏈接部分，您可以找到指向我的 GitHub 存儲(chǔ)庫(kù)的鏈接，其中包含我使用的所有代碼和 YouTube 演示文稿。

MQTT-SN - 蚊子 RSMB

首先，您需要克隆此存儲(chǔ)庫(kù)并設(shè)置 RSMB（真正的小型消息代理）：

• > git clone https://github.com/eclipse/mosquitto.rsmb

然后，基本上你必須逐步按照自述文件中提供的說(shuō)明進(jìn)行操作，所以：

• > cd mosquitto.rsmb/rsmb/src
> make

之后，您必須在同一文件夾中創(chuàng)建一個(gè)名為config.conf的新文件，其中包含：

• # Uncomment this to show you packets being sent and received
#trace_output protocol

# Normal MQTT listener
listener 1883 INADDR_ANY
ipv6 true

# MQTT-SN listener
listener 1883 INADDR_ANY mqtts
ipv6 true

即使這是 README 中提供的示例配置，建議將 1885 端口用于 MQTT-SN 偵聽(tīng)器，將 1886 端口用于 MQTT 偵聽(tīng)器作為標(biāo)準(zhǔn)端口。通過(guò)這些簡(jiǎn)單的步驟，您已經(jīng)配置了 MQTT-SN 代理，因此您可以使用以下命令運(yùn)行它：

• > ./broker_mqttsn config.conf

現(xiàn)在代理已準(zhǔn)備好連接

蚊子跑

?

防暴操作系統(tǒng)

RIOT 是一個(gè)用于聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)存受限系統(tǒng)的小型操作系統(tǒng)，專注于低功耗無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。它是開(kāi)源軟件，根據(jù) GNU Lesser General Public License ( Wikipedia ) 發(fā)布。首先，顯然你必須下載和設(shè)置 RIOT-OS 和所有需要的組件：因?yàn)檫@是一個(gè)相當(dāng)長(zhǎng)但簡(jiǎn)單的過(guò)程，只需按照RIOT-OS 教程獲得下載的分步指南并獲得一些有用的教程來(lái)對(duì) RIOT-OS 充滿信心。之后，您可以克隆此存儲(chǔ)庫(kù)以獲取該項(xiàng)目的所有基本工具。請(qǐng)注意，請(qǐng)務(wù)必注意本指南中提到的每個(gè)文件的路徑！您將在名為的文件夾中工作在我的情況下位于home/RIOT/examples/emcute_mqttsn 的 emcute_mqttsn ；如果由于某種原因您有不同的路徑，則必須修改 Makefile 中的以下行（它顯然位于emcute_mqttsn文件夾中）：

RIOTBASE ?= $(CURDIR)/../..

生成文件，第 8 行

?

此時(shí)，您需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)網(wǎng)橋、一些 Tap 接口（本例中為兩個(gè)），并且您需要為通信配置全局地址：

• 在主文件夾中，輸入終端：您可以檢查一切是否順利，輸入：如果您在點(diǎn)擊接口時(shí)遇到問(wèn)題，請(qǐng)考慮：您可以刪除并重新設(shè)置接口！（最古老和最強(qiáng)大的解決方案......）
  > sudo ./RIOT/dist/tools/tapsetup/tapsetup -c 2

> ifconfig | grep tap

> sudo ./RIOT/dist/tools/tapsetup/tapsetup -d
• 為tapbr0分配一個(gè)站點(diǎn)全局前綴：
  > sudo ip a a fec0:affe::1/64 dev tapbr0

Tap接口配置

?

另一方面，我們必須在 RIOT 板中設(shè)置通信，因此在文件夾RIOT/examples/emcute_mqttsn 中：

• 類型：
  > sudo make all term PORT=tap0
• 然后，在 RIOT 板上：
  > ifconfig 5 add fec0:affe::99

這是針對(duì)第一個(gè) RIOT 板的，但由于在這個(gè)項(xiàng)目中預(yù)計(jì)會(huì)有兩個(gè)虛擬站，當(dāng)您運(yùn)行第二個(gè)板時(shí)，您必須選擇另一個(gè)抽頭，例如tap1，并且您必須更改最后一部分地址，例如使用 100 而不是 99。

防暴設(shè)置

?

在繼續(xù)之前，先看一下代碼。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，它大部分都使用了 RIOT-OS 存儲(chǔ)庫(kù)中可用的示例文件，并在需要時(shí)進(jìn)行了一些調(diào)整。該文件本質(zhì)上提供了具有基本功能的本機(jī)板，您可以簡(jiǎn)單地添加您需要的任何其他命令。在這種情況下，對(duì)命令 cmd_pub 進(jìn)行了輕微調(diào)整，并添加了命令basic_pub和cmd_start，以便以更舒適的方式運(yùn)行進(jìn)程。

cmd_start 概述

?

函數(shù)random_values提供了以非常簡(jiǎn)單的方式生成的隨機(jī)環(huán)境值；顯然，如果您有一個(gè)不同的名稱，您需要更改您將發(fā)布自己的數(shù)據(jù)的主題。

• 現(xiàn)在你可以開(kāi)始在 RIOT board 中輸入：
  > start fec0:affe::1 1885 station1

請(qǐng)注意，1885是為 MQTT-SN 偵聽(tīng)器選擇的端口，station1是一個(gè)虛擬環(huán)境站的 ID。當(dāng)您運(yùn)行第二個(gè)站點(diǎn)時(shí)，您還將使用端口 1885，但當(dāng)然是 ID 站點(diǎn)。從這一刻起，系統(tǒng)開(kāi)始生成隨機(jī)值并將它們發(fā)送給代理，每 10 秒一次。

?

?

?

?

1 / 2 ?進(jìn)程啟動(dòng)

?

到 AWS 的 MQTT 透明橋

最后，由于不支持 MQTT-SN 和 AWS 之間的直接通信，因此您必須設(shè)置 MQTT 透明橋。您可以通過(guò)多種方式執(zhí)行此操作：在此項(xiàng)目中使用 Python 腳本來(lái)充當(dāng)透明橋梁并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在 DynamoDB 中，但請(qǐng)注意，您也可以簡(jiǎn)單地使用.conf文件來(lái)執(zhí)行此操作，即使在本指南我們將不討論該方法。因?yàn)楫?dāng)您運(yùn)行網(wǎng)橋時(shí)，您使用 Mosquitto 提供的一些默認(rèn)實(shí)用程序，位于mosquitto.rsmb/rsmb/src/MQTTSClient/Python，建議不要使用 Python3，否則您需要對(duì)這些實(shí)用程序進(jìn)行一些調(diào)整。大部分代碼與項(xiàng)目的前一部分相同；所以基本上你有一個(gè)功能來(lái)建立與 AWS 的連接和一些功能來(lái)發(fā)布和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。如果您需要更多信息，請(qǐng)?jiān)俅尾榭?/font>第一部分！

回調(diào)類

?

新的是 Callback 類：它允許通過(guò)函數(shù)messageArrived發(fā)布和存儲(chǔ)每條消息（有效負(fù)載）到達(dá)。函數(shù)messageArrived處理 Mosquitto 的實(shí)用程序，因此建議不要更改參數(shù)的名稱。在這里，您也許可以找到一些其他有用的信息。您現(xiàn)在可以運(yùn)行橋接器，注意將其放置在正確的文件夾中：橋接器必須保留在文件夾mosquitto.rsmb/rsmb/src/MQTTSClient/Python 中；還要檢查之前運(yùn)行的 MQTT-SN 代理是否仍在工作。

• 跑：
  > python bridge.py

經(jīng)紀(jì)人工作

?

現(xiàn)在透明網(wǎng)橋?qū)㈤_(kāi)始接收來(lái)自 RIOT 的隨機(jī)負(fù)載并將它們存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。請(qǐng)注意，環(huán)境數(shù)據(jù)將顯示在第一部分介紹的同一個(gè)Web 應(yīng)用程序（localhost）上！

系統(tǒng)如何運(yùn)作

該代碼在我的 Github 存儲(chǔ)庫(kù)中可用，顯然，如果您想使用它，您必須更改一些參數(shù)，例如端點(diǎn)和證書的路徑。如果一切都已正確完成，您可以按以下方式運(yùn)行系統(tǒng)（每一步都需要一個(gè)單獨(dú)的終端）：

• （可選）運(yùn)行 localhost 頁(yè)面鍵入：該文件位于django_web文件夾中
  > python3 manage.py runserver
• 運(yùn)行 MQTT-SN 代理：
  > ./broker_mqttsn config.conf
• 設(shè)置分接橋和一些接口（RIOT-OS 部分）并分配站點(diǎn)全局前綴
• 為每個(gè)站點(diǎn)制作、配置和運(yùn)行一些具有不同 ID 的 RIOT 板（RIOT-OS 部分）
• 運(yùn)行透明網(wǎng)橋：
  > python bridge.py

如果一切正常，您應(yīng)該會(huì)看到如下內(nèi)容：

系統(tǒng)工作

?

有用的鏈接

• 第一部分
• Github 倉(cāng)庫(kù)
• YouTube 演示文稿
• 領(lǐng)英個(gè)人資料