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자습서: 디바이스 SDK 설치 및 디바이스 섀도우용 샘플 애플리케이션 실행

이 섹션에서는 필요한 소프트웨어와 AWS IoT Device SDK for Python을 설치하고 shadow.py 샘플 애플리케이션을 실행하여 섀도우 문서를 편집하고 섀도우의 상태를 제어하는 ​방법을 보여줍니다.

이 자습서를 실행하기 전에 다음을 수행합니다.

AWS 계정 설정, Raspberry Pi 디바이스 구성, 디바이스 섀도우 서비스의 MQTT 예약 주제를 게시하고 구독할 수 있는 권한을 디바이스에 부여하는 AWS IoT 사물 및 정책 생성 등이 완료되어 있어야 합니다. 자세한 내용은 튜토리얼: 섀도우 애플리케이션 실행을 위해 Raspberry Pi 준비 단원을 참조하세요.

Git, Python 및 AWS IoT Device SDK for Python도 설치되어 있어야 합니다. 이 자습서는 자습서 Raspberry Pi 또는 다른 디바이스 연결에 제공된 개념을 기반으로 합니다. 해당 자습서를 시도하지 않은 경우 해당 자습서에 설명된 단계에 따라 인증서 파일 및 Device SDK를 설치한 다음 이 자습서로 돌아와서 shadow.py 샘플 앱을 실행하는 것이 좋습니다.

이 자습서는 완료하는 데 약 20분이 소요됩니다.

1단계: shadow.py 샘플 앱 실행

shadow.py 샘플 앱을 실행하기 전에 설치한 인증서 파일의 이름과 위치 외에 다음 정보가 필요합니다.

섀도우 문서에서 값을 입력하고 업데이트를 관찰합니다.

터미널에 값을 입력하여 desired 값을 업데이트합니다. 이는 reported 값도 업데이트합니다. 터미널에 색상 yellow를 입력한다고 가정합니다. reported 값도 yellow 색상으로 업데이트됩니다. 다음은 터미널에 표시되는 메시지를 보여줍니다.

Enter desired value:
yellow
Changed local shadow value to 'yellow'.
Updating reported shadow value to 'yellow'...
Update request published.
Finished updating reported shadow value to 'yellow'.

이 업데이트 요청을 게시하면 AWS IoT가 사물 리소스에 대한 기본 클래식 섀도우를 생성합니다. 생성한 사물 리소스(예: My_light_bulb)에 대한 섀도우 문서를 확인하여 AWS IoT 콘솔에서 reported 및 desired 값에 게시한 업데이트 요청을 관찰할 수 있습니다. 섀도우 문서에서 업데이트를 보려면:

섀도우 문서는 다음과 유사해야 하며, yellow 색상으로 설정된 reported 및 desired 값을 보여줍니다. 이 값들은 문서의 섀도우 상태 섹션에 나와 있습니다.

{
"desired": {
  "welcome": "aws-iot",
  "color": "yellow"
},
"reported": {
  "welcome": "aws-iot",
  "color": "yellow"
}
}

타임스탬프 정보와 요청 버전 번호가 포함된 메타데이터 섹션도 표시됩니다.

상태 문서 버전을 사용하면 업데이트하는 디바이스 섀도우 문서가 최신 버전인지 확인할 수 있습니다. 다른 업데이트 요청을 전송하면 버전 번호가 1씩 증가합니다. 업데이트 요청에 버전을 입력하면 상태 문서의 현재 버전이 입력된 버전과 일치하지 않을 경우 서비스가 HTTP 409 충돌 응답 코드와 함께 요청을 거부합니다.

{
"metadata": {
  "desired": {
    "welcome": {
      "timestamp": 1620156892
    },
    "color": {
      "timestamp": 1620156893
    }
  },
  "reported": {
    "welcome": {
      "timestamp": 1620156892
    },
    "color": {
      "timestamp": 1620156893
    }
  }
},
"version": 10
}        

섀도우 문서에 대해 자세히 알아보고 상태 정보의 변경 사항을 관찰하려면 이 자습서의 4단계: 결과 및 다음 단계 검토 섹션에 설명된 대로 다음 자습서 자습서: 샘플 앱 및 MQTT 테스트 클라이언트를 사용하여 디바이스 섀도우와 상호 작용(으)로 진행하세요. 선택적으로 다음 섹션에서 shadow.py 샘플 코드 및 이 코드가 MQTT 프로토콜을 사용하는 방법에 대해 알아볼 수도 있습니다.

2단계: shadow.py 디바이스 SDK 샘플 앱 검토

이 섹션에서는 이 자습서에 사용된 AWS IoT Device SDK v2 for Python의 shadow.py 샘플 앱을 검토합니다. 여기에서는 MQTT 및 MQTT over WSS 프로토콜를 사용하여 AWS IoT Core에 연결하는 방법을 검토합니다. AWS 공통 런타임(AWS CRT) 라이브러리는 낮은 수준의 통신 프로토콜 지원을 제공하며 AWS IoT Device SDK v2 for Python에 포함되어 있습니다.

이 자습서에서는 MQTT 및 MQTT over WSS를 사용하지만 AWS IoT는 HTTPS 요청을 게시하는 디바이스를 지원합니다. 디바이스에서 HTTP 메시지를 전송하는 Python 프로그램의 예는 Python의 requests 라이브러리를 사용하는 HTTPS 코드 예를 참조하세요.

디바이스 통신에 사용할 프로토콜에 대한 정보를 바탕으로 결정을 내릴 수 있는 방법에 대한 자세한 내용은 디바이스 통신을 위한 애플리케이션 프로토콜 선택 단원을 검토하세요.

MQTT

shadow.py 샘플은 mqtt_connection_builder에서 mtls_from_path(여기에 표시됨)를 호출해서 MQTT 프로토콜을 사용하여 AWS IoT Core와의 연결을 설정합니다. mtls_from_path는 X.509 인증서와 TLS v1.2를 사용하여 디바이스를 인증합니다. AWS CRT 라이브러리는 해당 연결의 하위 수준 세부 정보를 처리합니다.

mqtt_connection = mqtt_connection_builder.mtls_from_path(
  endpoint=args.endpoint,
  cert_filepath=args.cert,
  pri_key_filepath=args.key,
  ca_filepath=args.ca_file,
  client_bootstrap=client_bootstrap,
  on_connection_interrupted=on_connection_interrupted,
  on_connection_resumed=on_connection_resumed,
  client_id=args.client_id,
  clean_session=False,
  keep_alive_secs=6
)

shadow.py 샘플은 또한 mqtt_connection_builder에서 websockets_with_default_aws_signing을 호출하여 WSS를 통해 MQTT 프로토콜을 사용하여 AWS IoT Core와의 연결을 설정합니다. MQTT over WSS는 MQTT와 동일한 파라미터를 사용하며 다음과 같은 추가 파라미터를 사용합니다.

섀도우 주제 및 이벤트 구독

shadow.py 샘플은 연결을 설정하려고 시도하고 완전히 연결될 때까지 기다립니다. 연결되어 있지 않으면 명령이 대기열에 저장됩니다. 연결되면 샘플은 델타 이벤트를 구독하고 메시지를 업데이트하고 가져오고 서비스 품질(QoS) 수준이 1(mqtt.QoS.AT_LEAST_ONCE)인 메시지를 게시합니다.

디바이스가 QoS 수준 1의 메시지를 구독하면 메시지 브로커는 디바이스로 전송할 수 있을 때까지 디바이스가 구독한 메시지를 저장합니다. 메시지 브로커는 디바이스로부터 PUBACK 응답을 받을 때까지 메시지를 다시 전송합니다.

MQTT 프로토콜에 대한 자세한 내용은 MQTT 프로토콜 검토 및 MQTT 단원을 참조하세요.

이 자습서에서 사용되는 MQTT, MQTT over WSS, 영구 세션 및 QoS 수준에 대한 자세한 내용은 pubsub.py Device SDK 샘플 앱 검토 단원을 참조하세요.

3단계: shadow.py 샘플 앱 문제 해결

shadow.py 샘플 앱을 실행하면 터미널에 일부 메시지가 표시되고 desired 값을 입력하라는 메시지가 표시되어야 합니다. 프로그램에서 오류가 발생한 경우 오류를 디버깅하려면 먼저 시스템에 올바른 명령을 실행했는지 여부를 확인할 수 있습니다.

경우에 따라 오류 메시지는 연결 문제를 나타내며 Host name was invalid for dns resolution 또는 Connection was closed unexpectedly와 유사하게 표시될 수 있습니다. 이 경우 확인할 수 있는 사항은 다음과 같습니다.

4단계: 결과 및 다음 단계 검토

다음 단계

이제 shadow.py 샘플 애플리케이션을 실행하고 디바이스 섀도우를 사용하여 상태를 제어할 수 있습니다. AWS IoT 콘솔에서 섀도우 문서에 대한 업데이트를 관찰하고 샘플 앱이 응답하는 델타 이벤트를 관찰할 수 있습니다. MQTT 테스트 클라이언트를 사용하여 예약된 섀도 주제를 구독하고 샘플 프로그램을 실행할 때 주제에서 수신한 메시지를 관찰할 수 있습니다. 이 자습서를 실행하는 방법에 대한 자세한 내용은 자습서: 샘플 앱 및 MQTT 테스트 클라이언트를 사용하여 디바이스 섀도우와 상호 작용 단원을 참조하세요.