Simulieren der Device Shadow-Servicekommunikation - AWS IoT Core

Die vorliegende Übersetzung wurde maschinell erstellt. Im Falle eines Konflikts oder eines Widerspruchs zwischen dieser übersetzten Fassung und der englischen Fassung (einschließlich infolge von Verzögerungen bei der Übersetzung) ist die englische Fassung maßgeblich.

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 diese weiter zu untersuchen, benötigen Sie eine AWS-Konto und ein System, auf dem Sie dieAWS CLIaus. Wenn Sie diese nicht haben, können Sie die Interaktion immer anhand der Codebeispiele untersuchen.

In diesem Beispiel stellt die AWS IoT-Konsole das Gerät dar. Die AWS CLI stellt die App oder den Service dar, die/der über den Schatten auf das Gerät zugreift. Die AWS CLI-Schnittstelle ist der API sehr ähnlich, über die eine App mit AWS IoT kommunizieren kann. 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 öffnen, die Ihr Gerät simuliert, und das Befehlszeilenfenster, das Ihre App simuliert.

So richten Sie Ihre Simulationsumgebung ein:

  1. Erstellen eines AWS-Konto Wenn Sie bereits ein Gerät für diese Simulation haben, können Sie diesen Schritt überspringen.

    Sie benötigen eine AWS-Konto Führen Sie die Beispiele dieses Themas selbst aus. Wenn Sie noch kein AWS-Konto So erstellen Sie eine Datei, sieheEinrichten Ihres AWS-Konto aus.

  2. Öffnen Sie die AWS IoT-Konsole und wählen Sie im linken Menü Test, um den MQTT-Client zu öffnen.

  3. 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 Test-Seite und eines mit einer Befehlszeilenaufforderung.

Initialisieren des Geräts

In dieser Simulation arbeiten wir mit einem Objekt namens mySimulatedThing und seinem Schatten namens simShadow1.

Erstellen Sie das Objekt und seinen benannten Schatten

Um ein Objekt zu erstellen, klicken Sie auf der RegisterkarteAWS IoT-Konsole:

  1. Klicken Sie aufVerwaltenWählen Sie und anschließend aus.Elementeaus.

  2. Klicken Sie auf das SymbolGeben Sie einen Namen für den Benutzer ein und klicken Sie dann auf, wenn die Dinge aufgelistet sind, klicken Sie aufEinzelnes Objekt registrieren>So erstellen Sie eine einzelneAWS IoTEin -Objekt.

  3. Geben Sie den Namen ein.mySimulatedThing, lassen Sie die Standardeinstellungen für andere Einstellungen, und klicken Sie dann aufWeiteraus.

  4. Verwenden Sie die Erstellung eines Zertifikats mit einem Klick, um die Zertifikate zu generieren, die die Verbindung des Geräts mitAWS IoTaus. Klicken aufActivate, um das Zertifikat zu aktivieren.

  5. Sie können die RichtlinieMy_IoT_Policy, die dem Gerät die Berechtigung geben würde, die reservierten MQTT-Themen zu veröffentlichen und zu abonnieren. Ausführlichere Schritte zum Erstellen einesAWS IoTund wie Sie diese Richtlinie erstellen, finden Sie unterObjektobjekt erstellenaus.

Standardmäßig werden alleAWS IoTSache Objekt hat einen einzigen, klassischen Schatten. Sie können einen Schatten erstellen, indem Sie eine Aktualisierungsanforderung im Thema$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/updatewie unten beschrieben, alternativ in derAWS IoT-Konsole, wählen Sie Ihr Objekt in der Liste der angezeigten Dinge aus und wählen Sie dannShadowsaus. Klicken Sie aufHinzufügen eines SchattensGeben Sie den Namen ein.simShadow1Klicken Sie auf und danach auf.Geben Sie einen Namen für den Benutzer ein und klicken Sie dann aufFügen Sie den benannten Schatten hinzu.

Reservierte MQTT-Themen abonnieren und veröffentlichen

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.

So abonnieren Sie ein MQTT-Thema im MQTT-Client:

  1. In derMQTT-Client, wählen SieAbonnieren eines Themasaus.

  2. Geben Sie dasget,update, unddeleteThemen, die Sie abonnieren möchten. Kopieren Sie jeweils ein Thema aus der folgenden Liste, fügen Sie es in das FeldThemenfilterKlicken Sie auf und dann auf.Abonnierenaus. Die Themen sollten unter angezeigt werden.Abonnementsaus.

    • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/delete/accepted

    • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/delete/rejected

    • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get/accepted

    • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get/rejected

    • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/accepted

    • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/rejected

    • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/delta

    • $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.

So veröffentlichen Sie in einem MQTT-Thema im VerzeichnisMQTT-Client

Nachdem ein Gerät sich selbst initialisiert und die Antwortthemen abonniert hat, sollte Abfragen nach den unterstützten Schatten durchführen. Diese Simulation unterstützt nur einen Schatten, den Schatten, der ein Objekt namens MySimulatedThing unterstützt und den Namen SimShadow1 hat.

So rufen Sie den aktuellen Schattenstatus vom MQTT-Client ab:

  1. Wählen Sie im MQTT-Client die Option Publish to a topic (In einem Thema veröffentlichen) aus.

  2. UNDERVeröffentlichenGeben Sie das folgende Thema ein, und löschen Sie alle Inhalte aus dem Nachrichtentextfenster, in dem Sie das abzurufende Thema eingegeben haben. Wählen Sie dann aus.Publish to topicSie verwenden, um die Anforderung zu veröffentlichen.$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/getaus.

    Wenn Sie den benannten Schatten noch nicht erstellt haben,simShadow1, erhalten Sie eine Nachricht in der$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get/rejectedund das Themacodeist404Da 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:

  1. In derMQTT-Client, wählen SieVeröffentlichung für ein ThemaGeben Sie dieses Thema ein:

    $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update
  2. Geben Sie im Nachrichtentextfenster, in dem Sie das Thema eingegeben haben, dieses Schattendokument ein, um anzuzeigen, dass das Gerät seine ID und seine aktuelle Farbe in RGB-Werten meldet. Klicken Sie aufVeröffentlichenSie verwenden, um die Anforderung zu veröffentlichen.

    { "state": { "reported": { "ID": "SmartLamp21", "ColorRGB": [ 128, 128, 128 ] } }, "clientToken": "426bfd96-e720-46d3-95cd-014e3ef12bb6" }

Wenn Sie eine Nachricht im -Thema erhalten:

  • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/accepted: Es bedeutet, dass der Schatten erstellt wurde, und der Nachrichtentext enthält das aktuelle Schattendokument.

  • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/rejected: Überprüfen Sie den Fehler im Nachrichtentext.

  • $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/get/acceptedDer 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 mit AWS CLI gezeigt, wie eine App mit einem Schatten interagieren kann.

So erhalten Sie den aktuellen Status des Schattens mithilfe der 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 SieconINSTEAD/dev/stdoutaus.

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 der UpdateThingShadow-REST-API.

So aktualisieren Sie einen Schatten aus einer App:

Geben Sie in der Befehlszeile den folgenden Befehl ein.

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

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

Kehren Sie zu zurück.MQTT-ClientimAWS-Konsole angezeigt werden, sollten Sie die Meldungen sehen, dieAWS IoTWird veröffentlicht, um den im vorhergehenden Abschnitt ausgestellten Aktualisierungsbefehl anzuzeigen.

So zeigen Sie die Aktualisierungsmeldungen im MQTT-Client an:

Wählen Sie im MQTT-Client, $aws/things/mySimulatedThing/Shadow/Name/SimShadow1/update/delta in der Spalte Subscriptions (Abonnements) . Wenn der Themenname abgeschnitten wird, können Sie ihn anhalten, um das vollständige Thema anzuzeigen. Im Themenprotokoll dieses Themas sollten Sie eine/deltaNachricht ähnlich wie diese.

{ "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 so aktualisiert hat, dass er mit dem desired-Status in der Nachricht übereinstimmt, muss es den neuen gemeldeten Status an AWS IoT zurücksenden, indem eine Aktualisierungsmeldung veröffentlicht wird. Dieses Verfahren simuliert dies im MQTT-Client.

So aktualisieren Sie den Schatten vom Gerät aus:

  1. Wählen Sie im MQTT-Client die Option Publish to a topic (In einem Thema veröffentlichen) aus.

  2. Geben Sie im Nachrichtentext im Themenfeld oberhalb des Nachrichtentextfensters das Thema des Schattens ein, gefolgt von der/updateAktion:$aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/updateGeben Sie im Nachrichtentext dieses aktualisierte Schattendokument ein, das den aktuellen Status des Geräts beschreibt. Klicken aufVeröffentlichenSo veröffentlichen Sie den aktualisierten Gerätestatus.

    { "state": { "reported": { "ColorRGB": [255,255,0] } }, "clientToken": "a4dc2227-9213-4c6a-a6a5-053304f60258" }

    Wenn die Nachricht erfolgreich von AWS IoT empfangen wurde, sollte Ihnen im Nachrichtenprotokoll $aws/things/mySimulatedThing/shadow/name/simShadow1/update/accepted im MQTT-Client eine neue Antwort mit dem aktuellen Status des Schattens ähnlich diesem Beispiel angezeigt werden.

    { "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 bewirkt auch, dass AWS IoT eine umfassende Beschreibung des Schattenstatus in einer Nachricht an das -Thema sendet, z. B. diesen Nachrichtentext, der aus der Schattenaktualisierung resultiert, die vom Gerät im vorherigen Verfahren durchgeführt wurde.

{ "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.

So erhalten Sie den aktuellen Status des Schattens mithilfe der AWS CLI:

  1. 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 SieconINSTEAD/dev/stdoutaus.

    aws iot-data get-thing-shadow --thing-name mySimulatedThing --shadow-name simShadow1 con
  2. 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 derAWS CLI(für die App) und die Konsole (für das Gerät), um Ihre IoT Lösung zu modellieren.