本文為英文版的機器翻譯版本,如內容有任何歧義或不一致之處,概以英文版為準。
連接 Raspberry Pi 或其他裝置
在本節中,我們將配置樹莓派以與一起使用 AWS IoT。如果您有另一個想要連接的裝置,Raspberry Pi 的指示會包括參考資料,其可以協助您調整這些指示以適用您的裝置。
這通常約需 20 分鐘,但是如果您有許多要安裝的系統軟體升級,則所需時間會更長。
設定您的裝置
此步驟的目標就是收集您設定裝置所需的資訊,使其可以啟動作業系統 (OS)、連接至網際網路,並可讓您在命令列界面與其互動。
為了完成本教學,您需要以下項目:
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一個 AWS 帳戶. 若您沒有帳戶,請完成 設定您的 AWS 帳戶 所述的步驟,然後再繼續。
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Raspberry Pi 3 代 B 型或更新的型號。這可能適用於較早版本的 Raspberry Pi,但尚未對其進行測試。
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Raspberry Pi OS (32 位元) 或更新版本。我們建議您使用最新版本的 Raspberry Pi 作業系統。較早版本的 OS 可能適用,但尚未對其進行測試。
若要執行此範例,您不需要安裝具有圖形使用者界面 (GUI) 的桌面;但是,如果您是初次使用 Raspberry Pi,而且您的 Raspberry Pi 支援它,使用具有 GUI 的桌面可能會更輕鬆。
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乙太網路或 WiFi 連線。
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裝置所需的鍵盤、滑鼠、顯示器、纜線、電源供應器和其他硬體。
在您繼續下一個步驟之前,您的裝置必須已安裝、設定和執行作業系統。裝置必須連接至網際網路,而且您必須能夠使用其命令列界面存取裝置。可以透過直接連接的鍵盤、滑鼠和顯示器,或透過 SSH 終端機遠端界面存取命令列。
如果您是在具有圖形使用者界面 (GUI) 的 Raspberry Pi 上執行作業系統,請在裝置上開啟終端機視窗,並在該視窗中執行下列指示。否則,如果您是使用遠端終端機 (例如 PuTTY) 連接到您的裝置,請開啟您裝置的遠端終端機並使用該終端機。
在安裝裝 AWS IoT 置 SDK 和範例程式碼之前,請確定您的系統為最新狀態,並具備安裝 SDK 所需的工具和程式庫。
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更新作業系統並安裝必要的程式庫
安裝裝 AWS IoT 置 SDK 之前,請在裝置的終端機視窗中執行這些命令,以更新作業系統並安裝所需的程式庫。
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get install cmake
sudo apt-get install libssl-dev
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安裝 Git
如果您的設備的操作系統沒有安裝 Git,則必須安裝它以安裝 JavaScript. AWS IoT
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執行此命令來測試看看是否已安裝 Git。
git --version
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如果上一個命令傳回 Git 版本,表示已安裝 Git,而且您可以跳到步驟 3。
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若在執行 git 命令時顯示錯誤,請執行此命令來安裝 Git。
sudo apt-get install git
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執行此命令來再次測試看看是否已安裝 Git。
git --version
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如果已安裝 Git,請繼續進行下一節。如果未安裝,請在繼續之前疑難排解並更正錯誤。您需要 Git 來安 AWS IoT 裝 JavaScript.
安裝 AWS IoT 裝置 SDK
安裝裝 AWS IoT 置 SDK。
- Python
-
在本節中,您將在設備上安裝 Python,其開發工具以及適用於 Python 的設 AWS IoT 備 SDK。這些指示適用於執行最新 Raspberry Pi OS 的 Raspberry Pi。若有其他裝置或正在使用其他作業系統,您可能需要調整這些指示以適用您的裝置。
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安裝 Python 及其開發工具
對於 Python 的 AWS IoT 設備 SDK 要求 Python v3.5 或更高版本被安裝在樹莓派。
在裝置的終端機視窗中,執行這些命令。
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執行此命令以判定您裝置上安裝的 Python 版本。
python3 --version
如果已安裝 Python,會顯示其版本。
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如果顯示的版本為 Python
3.5
或更新版本,您可以跳到步驟 2。
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如果顯示的版本小於 Python 3.5
,您可以執行此命令來安裝正確的版本。
sudo apt install python3
-
執行此命令以確認現在已安裝正確版本的 Python。
python3 --version
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測試 pip3
在裝置的終端機視窗中,執行這些命令。
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執行此命令以查看是否已安裝 pip3。
pip3 --version
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如果命令傳回版本編號,表示已安裝 pip3,而且您可以跳到步驟 3。
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如果上一個命令傳回錯誤,請執行此命令來安裝 pip3。
sudo apt install python3-pip
-
執行此命令以查看是否已安裝 pip3。
pip3 --version
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安裝目前的 Python AWS IoT 裝置開發套件
安裝適用於 Python 的 AWS IoT 裝置 SDK,並將範例應用程式下載到您的裝置。
在您的裝置上,執行這些命令。
cd ~
python3 -m pip install awsiotsdk
git clone https://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-python-v2.git
- JavaScript
-
在本節中,您將在設備 JavaScript 上安裝 Node.js,npm 軟件包管理器和設 AWS IoT 備 SDK。這些指示適用於執行 Raspberry Pi OS 的 Raspberry Pi。若有其他裝置或正在使用其他作業系統,您可能需要調整這些指示以適用您的裝置。
-
安裝最新版本的 Node.js
設 AWS IoT 備 SDK JavaScript 需要 Node.js 和 NPM 包管理器要安裝在您的樹莓派。
-
輸入此命令,下載最新版本的 Node 儲存庫。
cd ~
curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_12.x | sudo -E bash -
-
安裝 Node 和 npm。
sudo apt-get install -y nodejs
-
驗證 Node 的安裝。
node -v
確認命令顯示 Node 版本。本教學課程需要 Node v10.0 或更新版本。如果未顯示 Node 版本,請嘗試再次下載 Node 儲存庫。
-
驗證 npm 的安裝。
npm -v
確認命令顯示 npm 版本。如果未顯示 npm 版本,請嘗試再次安裝 Node 和 npm。
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重新啟動裝置。
sudo shutdown -r 0
在裝置重新啟動之後繼續。
-
安裝下列項目的 AWS IoT 裝置 SDK JavaScript
安裝設 AWS IoT 備 SDK 為您 JavaScript 的樹莓派.
-
將 JavaScript儲存庫的 AWS IoT 裝置 SDK 複製到主aws-iot-device-sdk-js-v2
目錄的目錄中。在 Raspberry Pi 上,home
目錄是 ~/
,用作下列命令中的 home
目錄。如果您的裝置對 home
目錄使用不同的路徑,您必須在下列命令中將 ~/
取代為您裝置的正確路徑。
這些命令會建立 ~/aws-iot-device-sdk-js-v2
目錄並將 SDK 程式碼複製到其中。
cd ~
git clone https://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-js-v2.git
-
變更為您在上述步驟中建立的 aws-iot-device-sdk-js-v2
目錄,並執行 npm install
以安裝 SDK。命令 npm install
將會呼叫 aws-crt
程式庫建置,可能需要幾分鐘時間才能完成。
cd ~/aws-iot-device-sdk-js-v2
npm install
安裝並執行範例應用程式
在本節中,您將安裝並運行在 AWS IoT 設備 SDK 中找到的pubsub
示例應用程序。此應用程式顯示您的裝置如何使用 MQTT 程式庫來發佈和訂閱 MQTT 訊息。範例應用程式會訂閱主題 topic_1
、將 10 則訊息發佈至該主題,以及在從訊息代理程式接收訊息時顯示這些訊息。
安裝憑證檔案
範例應用程式需要驗證裝置是否安裝在裝置上的憑證檔案。
安裝範例應用程式的裝置憑證檔案
-
執行這些命令,在您的 home
目錄中建立 certs
子目錄。
cd ~
mkdir certs
-
將私有金鑰、裝置憑證,以及您先前在 建立 AWS IoT 資源 中建立的根憑證授權機構憑證複製到 ~/certs
目錄中。
將憑證檔案複製到裝置的方式取決於裝置和作業系統,此處不會加以描述。不過,如果您的裝置支援圖形使用者界面 (GUI) 且具有網頁瀏覽器,您可以從裝置的網頁瀏覽器執行 建立 AWS IoT 資源 中所述的程序,將產生的檔案直接下載到您的裝置。
下節命令假設您的金鑰和憑證檔案儲存在裝置上,如下表所示。
檔案
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檔案路徑
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根 CA 憑證
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~/certs/Amazon-root-CA-1.pem
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裝置憑證
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~/certs/device.pem.crt
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私有金鑰
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~/certs/private.pem.key
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若要執行範例應用程式,您需要以下資訊:
參數
|
可在哪裡找到值
|
your-iot-endpoint |
於 AWS IoT 主控台中,依序選擇 Manage (管理) 和 Things (物件)。
在 AWS IoT
功能表中的 [設定] 頁面上。您的端點會顯示在 Device data endpoint (裝置資料端點) 區段中。
|
該your-iot-endpoint
值的格式為:endpoint_id
-ats.iot.region
.amazonaws.com
,例如a3qj468EXAMPLE-ats.iot.us-west-2.amazonaws.com
。
- Python
-
安裝並執行範例應用程式
-
導覽至範例應用程式目錄。
cd ~/aws-iot-device-sdk-python-v2/samples
-
在命令行窗口中,按your-iot-endpoint
照指示替換並運行此命令。
python3 pubsub.py --topic topic_1 --ca_file ~/certs/Amazon-root-CA-1.pem --cert ~/certs/device.pem.crt --key ~/certs/private.pem.key --endpoint your-iot-endpoint
-
觀察範例應用程式:
-
連線至您帳戶的 AWS IoT 服務。
-
訂閱訊息主題 topic_1,並顯示其收到關於該主題的訊息。
-
將 10 則訊息發佈至主題 topic_1。
-
顯示類似下列內容的輸出:
Connecting to a3qEXAMPLEffp-ats.iot.us-west-2.amazonaws.com with client ID 'test-0c8ae2ff-cc87-49d2-a82a-ae7ba1d0ca5a'...
Connected!
Subscribing to topic 'topic_1'...
Subscribed with QoS.AT_LEAST_ONCE
Sending 10 message(s)
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [1]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [1]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [2]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [2]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [3]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [3]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [4]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [4]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [5]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [5]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [6]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [6]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [7]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [7]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [8]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [8]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [9]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [9]'
Publishing message to topic 'topic_1': Hello World! [10]
Received message from topic 'topic_1': b'Hello World! [10]'
10 message(s) received.
Disconnecting...
Disconnected!
若在執行範例應用程式時發生問題,請檢閱 疑難排解範例應用程式的問題。
您也可以將 --verbosity Debug
參數新增至命令列,以便範例應用程式顯示有關其正在做什麼的詳細訊息。這些資訊可能會提供您更正問題所需的協助。
- JavaScript
-
安裝並執行範例應用程式
-
在命令列視窗中,導覽至 SDK 所建立的 ~/aws-iot-device-sdk-js-v2/samples/node/pub_sub
目錄,然後使用這些命令來安裝範例應用程式。命令 npm
install
將會呼叫 aws-crt
程式庫建置,可能需要幾分鐘時間才能完成。
cd ~/aws-iot-device-sdk-js-v2/samples/node/pub_sub
npm install
-
在命令行窗口中,按your-iot-endpoint
照指示替換並運行此命令。
node dist/index.js --topic topic_1 --ca_file ~/certs/Amazon-root-CA-1.pem --cert ~/certs/device.pem.crt --key ~/certs/private.pem.key --endpoint your-iot-endpoint
-
觀察範例應用程式:
-
連線至您帳戶的 AWS IoT 服務。
-
訂閱訊息主題 topic_1,並顯示其收到關於該主題的訊息。
-
將 10 則訊息發佈至主題 topic_1。
-
顯示類似下列內容的輸出:
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":1}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":2}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":3}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":4}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":5}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":6}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":7}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":8}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":9}
Publish received on topic topic_1
{"message":"Hello world!","sequence":10}
若在執行範例應用程式時發生問題,請檢閱 疑難排解範例應用程式的問題。
您也可以將 --verbosity Debug
參數新增至命令列,以便範例應用程式顯示有關其正在做什麼的詳細訊息。這些資訊可能會提供您更正問題所需的協助。
在 AWS IoT 主控台中檢視來自範例應用程式的訊息
您可以在範例應用程式的訊息透過訊息代理程式傳遞時看到這些訊臮,方法為使用 AWS IoT 主控台中的 MQTT test client (MQTT 測試用戶端)。
檢視範例應用程式所發佈的 MQTT 訊息
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檢閱 使用 MQTT 用戶端檢視 MQTT 訊息 AWS IoT。這有助於您了解如何使用 AWS IoT 主控台中的 MQTT 測試用戶端,在 MQTT 訊息通過訊息代理程式時,檢視訊息。
-
在 AWS IoT 主控台中開啟 MQTT 測試用戶端。
-
訂閱主題 topic_1。
-
在您的命令列視窗中,再次執行範例應用程式,並在 AWS IoT 主控台的 MQTT client (MQTT 用戶端) 中觀看訊息。
- Python
-
cd ~/aws-iot-device-sdk-python-v2/samples
python3 pubsub.py --topic topic_1 --ca_file ~/certs/Amazon-root-CA-1.pem --cert ~/certs/device.pem.crt --key ~/certs/private.pem.key --endpoint your-iot-endpoint
- JavaScript
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cd ~/aws-iot-device-sdk-js-v2/samples/node/pub_sub
node dist/index.js --topic topic_1 --ca_file ~/certs/Amazon-root-CA-1.pem --cert ~/certs/device.pem.crt --key ~/certs/private.pem.key --endpoint your-iot-endpoint