Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

mingche

　　上篇博文中我们将模拟设备注册到Azure IoT Hub中：我们得到了设备的唯一标识。
　　Azure IoT 技术研究系列2-设备注册到Azure IoT Hub
　　本文中我们继续深入研究，设备到云、云到设备通信。
　　1. 在Azure IoT Hub中接收模拟设备的消息
　　读取设备到云消息的Event Hub兼容终结点，使用 AMQP 协议。
　　我们新建一个Console控制台工程：IoTServer，添加Nuget引用：WindowsAzure.ServiceBus

　　核心的命名空间：using Microsoft.ServiceBus.Messaging;
　　核心类：EventHubClient
　　通过EventHubClient创建一个EventHubReceiver，不间断的接收设备侧的消息。



1         static string connectionString = "HostName=IoTTest.*******;SharedAccessKeyName=iothubowner;SharedAccessKey=***";
2         static string iotHubD2cEndpoint = "messages/events";
3         static EventHubClient eventHubClient;
　　ReceiveMessagesFromDeviceAsync方法：



1         /// <summary>
2         /// 接收设备侧的消息
3         /// </summary>
4         /// <param name="partition">分区</param>
5         /// <param name="ct">取消标识</param>
6         /// <returns>Task</returns>
7         private static async Task ReceiveMessagesFromDeviceAsync(string partition, CancellationToken ct)
8         {
9             var eventHubReceiver = eventHubClient.GetDefaultConsumerGroup().CreateReceiver(partition, DateTime.UtcNow);
10             while (true)
11             {
12                 if (ct.IsCancellationRequested) break;
13                 EventData eventData = await eventHubReceiver.ReceiveAsync();
14                 if (eventData == null) continue;
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16                 string data = Encoding.UTF8.GetString(eventData.GetBytes());
17                 Console.WriteLine("Message received. Partition: {0} Data: '{1}'", partition, data);
18
19                 //防止CPU被占满
20                 Task.Delay(1).Wait();
21             }
22         }
　　Main函数中我们将整个IoTServer Run起来：



1         static void Main(string[] args)
2         {
3             Console.WriteLine("Azure IoT Hub 接收消息..., Press Ctrl-C to exit.\n");
4             eventHubClient = EventHubClient.CreateFromConnectionString(connectionString, iotHubD2cEndpoint);
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6             var d2cPartitions = eventHubClient.GetRuntimeInformation().PartitionIds;
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8             CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
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10             System.Console.CancelKeyPress += (s, e) =>
11             {
12                 e.Cancel = true;
13                 cts.Cancel();
14                 Console.WriteLine("Exiting...");
15             };
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17             var tasks = new List<Task>();
18             foreach (string partition in d2cPartitions)
19             {
20                 tasks.Add(ReceiveMessagesFromDeviceAsync(partition, cts.Token));
21             }
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23             Task.WaitAll(tasks.ToArray());
24         }
　　2. 模拟设备发送消息到Azure IoT Hub
　　我们同样新建一个Console控制台工程：Device，用于模拟向Azure IoT Hub 发送消息。
　　首先添加Nuget引用：Microsoft.Azure.Devices.Client，这个Nuget依赖的Nuget很多，不要着急，慢慢Install吧

　　核心的命名空间：
　　using Microsoft.Azure.Devices.Client;
    using Newtonsoft.Json;
　　核心类：
　　Microsoft.Azure.Devices.Client.DeviceClient
　　模拟设备往Azure IoT Hub发消息时，用到了设备的Key（唯一标识）和IoT Hub HostName, 上篇博文中提到的主机名：Azure IoT 技术研究系列2-设备注册到Azure IoT Hub



1         static DeviceClient deviceClient;
2         static string iotHubUri = "IoTTest.******";          //iot hub hostname
3         static string deviceKey = "+jDqO+Nu2g************="; //device key
　　添加一个循环向Azure IoT Hub发送消息的方法：SendDeviceToCloudMessagesAsync，1s 一条消息



1         /// <summary>
2         /// 循环向Azure IoT Hub发送消息
3         /// </summary>
4         private static async void SendDeviceToCloudMessagesAsync()
5         {
6             double avgWindSpeed = 10; // m/s
7             Random rand = new Random();
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9             while (true)
10             {
11                 //发送遥测数据
12                 double currentWindSpeed = avgWindSpeed + rand.NextDouble() * 4 - 2;
13                 var telemetryDataPoint = new
14                 {
15                     deviceId = "TeldPile001",
16                     windSpeed = currentWindSpeed
17                 };
18                 var messageString = JsonConvert.SerializeObject(telemetryDataPoint);
19                 var message = new Message(Encoding.ASCII.GetBytes(messageString));
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21                 await deviceClient.SendEventAsync(message);
22                 Console.WriteLine("{0} > Sending message: {1}", DateTime.Now, messageString);
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24                 //1s 一条
25                 await Task.Delay(1000);
26             }
27         }
　　然后，在Main函数中启动模拟设备发送消息：



1         static void Main(string[] args)
2         {
3             Console.WriteLine("模拟设备通信...\n");
4             deviceClient = DeviceClient.Create(iotHubUri, new DeviceAuthenticationWithRegistrySymmetricKey("TeldPile001", deviceKey), TransportType.Mqtt);
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6             SendDeviceToCloudMessagesAsync();
7             Console.ReadLine();
8         }
　　3. 启动运行测试
　　在解决方案上设置双启动项目：Device和IoTServer

　　F5 Run：

　　可以发现，设备侧消息发送、Azure IoT Hub接收是同步的
　　我们查看Azure Portal中的统计：

　　总结： 通过这两篇博文，我们研究验证了Azure IoT Hub 注册设备、设备和云之间的通信，感觉整个Azure 的 IoT Hub还是非常好用、易用，比较容易理解和操作，基于PaaS层的IoT Hub，可以做很多有价值的设计和方案。
　　周国庆
　　2017/4/18