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Simulazione delle comunicazioni del servizio Device Shadow

In questo argomento viene illustrato come il servizio Device Shadow funge da intermediario e consente a dispositivi e app di utilizzare una copia shadow per aggiornare, archiviare e recuperare lo stato di un dispositivo.

Per dimostrare l'interazione descritta in questo argomento e per approfondirla, avrai bisogno di un sistema Account AWS e di un sistema su cui eseguire. AWS CLI Se non si dispone di questi, è ancora possibile vedere l'interazione negli esempi di codice.

In questo esempio, la AWS IoT console rappresenta il dispositivo. AWS CLI Rappresenta l'app o il servizio che accede al dispositivo tramite l'ombra. L' AWS CLI interfaccia è molto simile a quella API che un'app potrebbe utilizzare per comunicare AWS IoT. Il dispositivo in questo esempio è una lampadina intelligente e l'app visualizza lo stato della lampadina e può cambiare lo stato della lampadina.

Impostazione della simulazione

Queste procedure inizializzano la simulazione aprendo la console AWS IoT, che simula il dispositivo, e la finestra della riga di comando che simula l'app.

Dovresti avere due finestre aperte: una con la AWS IoT console nella pagina Test e una con il prompt della riga di comando.

Inizializzare il dispositivo

In questa simulazione, lavoreremo con un oggetto denominato oggetto e la sua ombra denominata 1. mySimulatedThingsimShadow

Creazione di un oggetto e della relativa policy IoT

Per creare un oggetto, nella console AWS IoT :

Creazione di una copia shadow con nome per un oggetto

Puoi creare una copia shadow con nome per un oggetto pubblicando una richiesta di aggiornamento sull'argomento $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update come descritto di seguito.

Oppure, per creare un'ombra con nome:

Iscriviti e pubblica su MQTT argomenti riservati

Nella console, sottoscrivi gli argomenti MQTT shadow riservati. Questi argomenti sono le risposte alle operazioni get, update e delete, in modo che il dispositivo sia pronto a ricevere le risposte dopo la pubblicazione di un'operazione.

Per pubblicare su un MQTT argomento nel MQTTclient

Dopo l'inizializzazione e la sottoscrizione agli argomenti di risposta, il dispositivo deve interrogare le copie shadow supportate. Questa simulazione supporta solo un'ombra, l'ombra che supporta un oggetto denominato, mySimulatedThing, named, simShadow1.

Se viene visualizzato un messaggio nell'argomento:

Inviare un aggiornamento dall'app

Questa sezione lo utilizza AWS CLI per dimostrare come un'app può interagire con un'ombra.

Per ottenere lo stato attuale dell'ombra, utilizzare AWS CLI

Nella riga di comando, immettere questo comando:

aws iot-data get-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 /dev/stdout

Sulle piattaforme Windows è possibile usare con al posto di /dev/stdout.

aws iot-data get-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 con

Poiché la copia shadow esiste ed è stata inizializzata dal dispositivo per riflettere lo stato corrente, deve restituire il seguente documento shadow.

{
  "state": {
    "reported": {
      "ID": "SmartLamp21",
      "ColorRGB": [
        128,
        128,
        128
      ]
    }
  },
  "metadata": {
    "reported": {
      "ID": {
        "timestamp": 1591140517
      },
      "ColorRGB": [
        {
          "timestamp": 1591140517
        },
        {
          "timestamp": 1591140517
        },
        {
          "timestamp": 1591140517
        }
      ]
    }
  },
  "version": 3,
  "timestamp": 1591141111
}

L'app può utilizzare questa risposta per inizializzare la sua rappresentazione dello stato del dispositivo.

Se l'app aggiorna lo stato, ad esempio quando un utente finale cambia il colore della lampadina intelligente in giallo, l'app invierà un comando update-thing-shadow. Questo comando corrisponde a UpdateThingShadow RESTAPI.

Per aggiornare una copia shadow da un'app

Nella riga di comando, immettere questo comando:

AWS CLI v2.x

aws iot-data update-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 \
    --cli-binary-format raw-in-base64-out \
    --payload '{"state":{"desired":{"ColorRGB":[255,255,0]}},"clientToken":"21b21b21-bfd2-4279-8c65-e2f697ff4fab"}' /dev/stdout

AWS CLI v1.x

aws iot-data update-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 \
    --payload '{"state":{"desired":{"ColorRGB":[255,255,0]}},"clientToken":"21b21b21-bfd2-4279-8c65-e2f697ff4fab"}' /dev/stdout

In caso di esito positivo, questo comando deve restituire il seguente documento shadow.

{
  "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"
}

Rispondere all'aggiornamento nel dispositivo

Tornando al MQTTclient nella AWS console, dovrebbero essere visualizzati i messaggi AWS IoT pubblicati in base al comando di aggiornamento emesso nella sezione precedente.

Per visualizzare i messaggi di aggiornamento nel MQTTclient

Nel MQTTclient, scegli $aws/things/ mySimulatedThing /shadow/name/ 1/update/delta nella colonna simShadow Sottoscrizioni. Se il nome dell'argomento viene troncato, è possibile metterlo in pausa per visualizzare l'argomento completo. Nel registro degli argomenti di questo argomento, dovresti vedere un messaggio /delta simile a questo.

{
  "version": 4,
  "timestamp": 1591141596,
  "state": {
    "ColorRGB": [
      255,
      255,
      0
    ]
  },
  "metadata": {
    "ColorRGB": [
      {
        "timestamp": 1591141596
      },
      {
        "timestamp": 1591141596
      },
      {
        "timestamp": 1591141596
      }
    ]
  },
  "clientToken": "21b21b21-bfd2-4279-8c65-e2f697ff4fab"
}

Il dispositivo elaborerà il contenuto di questo messaggio per impostare lo stato del dispositivo in modo che corrisponda allo stato desired del messaggio.

Dopo che il dispositivo ha aggiornato lo stato in modo che corrisponda allo stato del messaggio, deve rispedire il nuovo desired stato segnalato pubblicando un messaggio di aggiornamento. AWS IoT Questa procedura simula questo nel MQTTclient.

Un aggiornamento riuscito allo stato segnalato del dispositivo comporta AWS IoT anche l'invio di una descrizione completa dello stato ombra in un messaggio all'argomento, ad esempio questo corpo del messaggio risultante dall'aggiornamento dello shadow eseguito dal dispositivo nella procedura precedente.

{
  "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"
}

Osservare l'aggiornamento nell'app

L'app può ora interrogare la copia shadow per lo stato corrente come riportato dal dispositivo.

Andare oltre la simulazione

Prova l'interazione tra AWS CLI (che rappresenta l'app) e la console (che rappresenta il dispositivo) per modellare la soluzione IoT.