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Simulieren der Device Shadow-Servicekommunikation
In diesem Thema wird veranschaulicht, wie der Device Shadow-Service als Vermittler fungiert und es Geräten und Apps ermöglicht, einen Schatten zum Aktualisieren, Speichern und Abrufen des Status eines Geräts zu verwenden.
Um die in diesem Thema beschriebene Interaktion zu demonstrieren und sie weiter zu untersuchen, benötigen Sie ein AWS-Konto und ein System, auf dem Sie das AWS CLI ausführen können. Wenn Sie diese nicht haben, können Sie die Interaktion immer anhand der Codebeispiele untersuchen.
In diesem Beispiel steht die AWS IoT Konsole für das Gerät. Das AWS CLI steht für die App oder den Dienst, der über den Shadow auf das Gerät zugreift. Die AWS CLI Schnittstelle ist der, mit AWS IoT der API eine App möglicherweise kommuniziert, sehr ähnlich. Das Gerät in diesem Beispiel ist eine intelligente Glühlampe, und die App zeigt den Status der Glühlampe an und kann ihren Status ändern.
Einrichten der Simulation
Diese Verfahren initialisieren die Simulation, indem Sie die AWS IoT -Konsole
So richten Sie Ihre Simulationsumgebung ein:
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Sie benötigen eine AWS-Konto , um die Beispiele aus diesem Thema selbst ausführen zu können. Wenn Sie noch keine haben AWS-Konto, erstellen Sie eine, wie unter beschriebenEinrichten AWS-Konto.
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Öffnen Sie die AWS IoT Konsole
und wählen Sie im linken Menü die Option Test aus, um den MQTTClient zu öffnen. -
Öffnen Sie in einem anderen Fenster ein Terminalfenster auf einem System, auf dem das AWS CLI installiert ist.
Sie sollten zwei Fenster geöffnet haben: eines mit der AWS IoT Konsole auf der Testseite und eines mit einer Befehlszeilenaufforderung.
Initialisieren des Geräts
In dieser Simulation arbeiten wir mit einem Dingobjekt mit dem Namen mySimulatedThing, und seinem Schatten mit dem Namen simShadow1.
Erstellen des Objekts und seiner IoT-Richtlinie
Um ein Objekt zu erstellen, gehen Sie in der AWS IoT Konsole wie folgt vor:
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Wählen Sie Verwalten und dann Things.
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Klicken Sie auf die Schaltfläche Erstellen, wenn Dinge aufgeführt sind, andernfalls klicken Sie auf Einzelne Sache registrieren, um eine einzelne AWS IoT Sache zu erstellen.
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Geben Sie den Namen
mySimulatedThing
ein, behalten Sie die Standardeinstellungen für andere Einstellungen bei und klicken Sie dann auf Weiter. -
Generieren Sie mithilfe der Zertifikatserstellung mit nur einem Klick die Zertifikate, mit denen die Verbindung des Geräts mit AWS IoT authentifiziert wird. Klicken Sie auf Aktivieren, um das Zertifikat zu aktivieren.
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Sie können die Richtlinie anhängen
My_IoT_Policy
, die dem Gerät die Erlaubnis erteilt, die MQTT reservierten Themen zu veröffentlichen und zu abonnieren. Genauere Anweisungen zum Erstellen AWS IoT eines Dings und zum Erstellen dieser Richtlinie finden Sie unterDies erstellt ein Objekt.
Erstellen Sie einen benannten Schatten für das Objekt.
Sie können einen benannten Schatten für ein Objekt erstellen, indem Sie eine Aktualisierungsanfrage für das Thema $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update
, wie unten beschrieben, veröffentlichen.
Oder, um einen benannten Schatten zu erstellen:
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Wählen Sie in der AWS IoT -Konsole Ihr Objekt in der Liste der angezeigten Objekte aus und wählen Sie dann Schatten.
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Wählen Sie Schatten hinzufügen, geben Sie den Namen
simShadow1
ein und wählen Sie dann Erstellen, um den benannten Schatten hinzuzufügen.
Abonnieren und veröffentlichen Sie reservierte MQTT Themen
Abonnieren Sie in der Konsole die reservierten MQTT Shadow-Themen. Diese Themen sind die Antworten auf die Aktionen get
, update
und delete
, damit Ihr Gerät bereit ist, die Antworten zu empfangen, nachdem es eine Aktion veröffentlicht hat.
Um ein MQTT Thema im MQTTClient zu abonnieren
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Wählen Sie im MQTTClient ein Thema abonnieren aus.
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Geben Sie
get
,update
, unddelete
Themen ein, die Sie abonnieren möchten. Kopieren Sie jeweils ein Thema aus der folgenden Liste, fügen Sie es in das Feld Themenfilter ein und klicken Sie dann auf Abonnieren. Die Themen müssten dann unter Abonnements aufgeführt werden.-
$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/delete/accepted
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$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/delete/rejected
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$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get/accepted
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$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get/rejected
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$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/accepted
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$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/rejected
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$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/delta
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$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/documents
An diesem Punkt ist Ihr simuliertes Gerät bereit, die Themen zu erhalten, wie sie von AWS IoT veröffentlicht werden.
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Um zu einem MQTT Thema im MQTTClient zu veröffentlichen
Nachdem ein Gerät sich selbst initialisiert und die Antwortthemen abonniert hat, sollte Abfragen nach den unterstützten Schatten durchführen. Diese Simulation unterstützt nur einen Schatten, nämlich den Schatten, der ein Dingobjekt mit dem Namen, mySimulatedThing, benannt, simShadow1 unterstützt.
Um den aktuellen Schattenstatus vom MQTTClient abzurufen
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Wählen Sie im MQTTClient die Option In einem Thema veröffentlichen aus.
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Geben Sie unter Veröffentlichen folgendes Thema ein und löschen Sie alle Inhalte aus dem Nachrichtentextfenster, in dem Sie das Thema für GET eingegeben haben. Sie können dann In Thema veröffentlichen auswählen, um die Anfrage zu veröffentlichen.
$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get
.Wenn Sie den benannten Schatten nicht erstellt haben,
simShadow1
, erhalten Sie eine Nachricht im$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get/rejected
Thema, und dercode
ist404
, wie in diesem Beispiel, und da der Schatten nicht erstellt wurde, erstellen wir ihn als Nächstes.{ "code": 404, "message": "No shadow exists with name: 'simShadow1'" }
So erstellen Sie einen Schatten mit dem aktuellen Status des Geräts:
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Wählen Sie im MQTTClient „In einem Thema veröffentlichen“ und geben Sie dieses Thema ein:
$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update
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Geben Sie im Fenster mit dem Nachrichtentext, in dem Sie das Thema eingegeben haben, dieses Schattendokument ein, um zu zeigen, dass das Gerät seine ID und seine aktuelle Farbe als RGB Werte meldet. Wählen Sie Veröffentlichen, um die Anfrage zu veröffentlichen.
{ "state": { "reported": { "ID": "SmartLamp21", "ColorRGB": [ 128, 128, 128 ] } }, "clientToken": "426bfd96-e720-46d3-95cd-014e3ef12bb6" }
Wenn Sie eine Nachricht zum Thema erhalten:
-
$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/accepted
: Das bedeutet, dass der Schatten erstellt wurde und der Nachrichtentext das aktuelle Schattendokument enthält. -
$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/rejected
: Überprüfen Sie den Fehler im Nachrichtentext. -
$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get/accepted
: Der Schatten ist bereits vorhanden und der Nachrichtentext hat den aktuellen Schattenstatus, wie in diesem Beispiel. Damit können Sie Ihr Gerät einstellen oder bestätigen, dass es mit dem Schattenstatus übereinstimmt.{ "state": { "reported": { "ID": "SmartLamp21", "ColorRGB": [ 128, 128, 128 ] } }, "metadata": { "reported": { "ID": { "timestamp": 1591140517 }, "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591140517 }, { "timestamp": 1591140517 }, { "timestamp": 1591140517 } ] } }, "version": 3, "timestamp": 1591140517, "clientToken": "426bfd96-e720-46d3-95cd-014e3ef12bb6" }
Senden einer Aktualisierung von der App
In diesem Abschnitt wird anhand von demonstriert, wie eine App mit einem Schatten interagieren kann. AWS CLI
Um den aktuellen Status des Schattens mit dem zu ermitteln AWS CLI
Geben Sie in der Befehlszeile den folgenden Befehl ein.
aws iot-data get-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 /dev/stdout
Auf Windows-Plattformen können Sie con
anstelle von /dev/stdout
verwenden.
aws iot-data get-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 con
Da der Schatten vorhanden ist und vom Gerät initialisiert wurde, um seinen aktuellen Zustand wiederzugeben, sollte das folgende Schattendokument zurückgegeben werden.
{ "state": { "reported": { "ID": "SmartLamp21", "ColorRGB": [ 128, 128, 128 ] } }, "metadata": { "reported": { "ID": { "timestamp": 1591140517 }, "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591140517 }, { "timestamp": 1591140517 }, { "timestamp": 1591140517 } ] } }, "version": 3, "timestamp": 1591141111 }
Die App kann diese Antwort verwenden, um die Darstellung des Gerätestatus zu initialisieren.
Wenn die App den Status aktualisiert, z. B. wenn ein Endbenutzer die Farbe unserer intelligenten Glühlampe zu Gelb ändert, sendet die App einen update-thing-shadow-Befehl. Dieser Befehl entspricht dem UpdateThingShadow
RESTAPI.
So aktualisieren Sie einen Schatten aus einer App:
Geben Sie in der Befehlszeile den folgenden Befehl ein.
Wenn dieser Befehl erfolgreich ist, sollte das folgende Schattendokument zurückgegeben werden.
{ "state": { "desired": { "ColorRGB": [ 255, 255, 0 ] } }, "metadata": { "desired": { "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 } ] } }, "version": 4, "timestamp": 1591141596, "clientToken": "21b21b21-bfd2-4279-8c65-e2f697ff4fab" }
Reaktion auf eine Aktualisierung im Gerät
Wenn Sie in der AWS Konsole zum MQTTClient zurückkehren, sollten Sie die Meldungen sehen, die AWS IoT veröffentlicht wurden, um den im vorherigen Abschnitt ausgegebenen Aktualisierungsbefehl widerzuspiegeln.
Um die Aktualisierungsnachrichten auf dem MQTTClient anzuzeigen
Wählen Sie im MQTTClient in der Spalte Abonnements $aws/things/ mySimulatedThing /shadow/name/ 1/update/delta simShadow aus. Wenn der Themenname abgeschnitten wird, können Sie ihn anhalten, um das vollständige Thema anzuzeigen. Im Themenprotokoll zu diesem Thema sollten Sie eine /delta
Meldung sehen, die dieser ähnelt.
{ "version": 4, "timestamp": 1591141596, "state": { "ColorRGB": [ 255, 255, 0 ] }, "metadata": { "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 } ] }, "clientToken": "21b21b21-bfd2-4279-8c65-e2f697ff4fab" }
Ihr Gerät verarbeitet den Inhalt dieser Nachricht, um den Gerätestatus so festzulegen, dass er mit dem desired
-Status in der Nachricht übereinstimmt.
Nachdem das Gerät den Status aktualisiert hat, sodass er dem Status in der Nachricht entspricht, muss es den neu gemeldeten desired
Status durch Veröffentlichung einer Aktualisierungsnachricht an den neu gemeldeten Status zurücksenden. AWS IoT Dieses Verfahren simuliert dies im MQTTClient.
So aktualisieren Sie den Schatten vom Gerät aus:
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Wählen Sie im MQTTClient die Option In einem Thema veröffentlichen aus.
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Geben Sie im Nachrichtentextfenster im Themenfeld über dem Nachrichtentext das Schattenthema ein, gefolgt von der
/update
-Aktion:$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update
und geben Sie im Nachrichtentext dieses aktualisierte Shadow-Dokument ein, das den aktuellen Status des Geräts beschreibt. Wählen Sie Veröffentlichen, um den aktualisierten Gerätestatus zu veröffentlichen.{ "state": { "reported": { "ColorRGB": [255,255,0] } }, "clientToken": "a4dc2227-9213-4c6a-a6a5-053304f60258" }
Wenn die Nachricht erfolgreich von empfangen wurde AWS IoT, sollten Sie im Nachrichtenprotokoll $aws/things/ mySimulatedThing /shadow/name/ simShadow 1/update/accepted auf dem MQTTClient eine neue Antwort mit dem aktuellen Status des Shadows sehen, wie in diesem Beispiel.
{ "state": { "reported": { "ColorRGB": [ 255, 255, 0 ] } }, "metadata": { "reported": { "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591142747 }, { "timestamp": 1591142747 }, { "timestamp": 1591142747 } ] } }, "version": 5, "timestamp": 1591142747, "clientToken": "a4dc2227-9213-4c6a-a6a5-053304f60258" }
Eine erfolgreiche Aktualisierung des gemeldeten Status des Geräts führt auch AWS IoT dazu, dass eine umfassende Beschreibung des Shadow-Status in einer Nachricht an das Thema gesendet wird, z. B. dieser Nachrichtentext, der aus dem Shadow-Update resultierte, das das Gerät im vorherigen Verfahren durchgeführt hat.
{ "previous": { "state": { "desired": { "ColorRGB": [ 255, 255, 0 ] }, "reported": { "ID": "SmartLamp21", "ColorRGB": [ 128, 128, 128 ] } }, "metadata": { "desired": { "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 } ] }, "reported": { "ID": { "timestamp": 1591140517 }, "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591140517 }, { "timestamp": 1591140517 }, { "timestamp": 1591140517 } ] } }, "version": 4 }, "current": { "state": { "desired": { "ColorRGB": [ 255, 255, 0 ] }, "reported": { "ID": "SmartLamp21", "ColorRGB": [ 255, 255, 0 ] } }, "metadata": { "desired": { "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 } ] }, "reported": { "ID": { "timestamp": 1591140517 }, "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591142747 }, { "timestamp": 1591142747 }, { "timestamp": 1591142747 } ] } }, "version": 5 }, "timestamp": 1591142747, "clientToken": "a4dc2227-9213-4c6a-a6a5-053304f60258" }
Beobachten Sie das Update in der App
Die App kann jetzt den Schatten nach dem aktuellen Status abfragen, wie vom Gerät gemeldet.
Um den aktuellen Status des Schattens abzurufen, verwenden Sie den AWS CLI
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Geben Sie in der Befehlszeile den folgenden Befehl ein.
aws iot-data get-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 /dev/stdout
Auf Windows-Plattformen können Sie
con
anstelle von/dev/stdout
verwenden.aws iot-data get-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 con
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Da der Schatten gerade vom Gerät aktualisiert wurde, um seinen aktuellen Zustand wiederzugeben, sollte er das folgende Schattendokument zurückgeben.
{ "state": { "desired": { "ColorRGB": [ 255, 255, 0 ] }, "reported": { "ID": "SmartLamp21", "ColorRGB": [ 255, 255, 0 ] } }, "metadata": { "desired": { "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 }, { "timestamp": 1591141596 } ] }, "reported": { "ID": { "timestamp": 1591140517 }, "ColorRGB": [ { "timestamp": 1591142747 }, { "timestamp": 1591142747 }, { "timestamp": 1591142747 } ] } }, "version": 5, "timestamp": 1591143269 }
Über die Simulation hinaus
Experimentieren Sie mit der Interaktion zwischen der AWS CLI (für die App) und der Konsole (für das Gerät), um Ihre IoT-Lösung zu modellieren.