Azure IoT 技術研究系列3-設備到雲、雲到設備通信

上篇博文中我們將模擬設備註冊到Azure IoT Hub中：我們得到了設備的唯一標識。

Azure IoT 技術研究系列2-設備註冊到Azure IoT Hub

本文中我們繼續深入研究，設備到雲、雲到設備通信。

1. 在Azure IoT Hub中接收模擬設備的消息

讀取設備到雲消息的Event Hub相容終結點，使用 AMQP 協議。

我們新建一個Console控制台工程：IoTServer，添加Nuget引用：WindowsAzure.ServiceBus

核心的命名空間：using Microsoft.ServiceBus.Messaging;

核心類：EventHubClient 

通過EventHubClient創建一個EventHubReceiver，不間斷的接收設備側的消息。

1         static string connectionString = "HostName=IoTTest.*******;SharedAccessKeyName=iothubowner;SharedAccessKey=***";
2         static string iotHubD2cEndpoint = "messages/events";
3         static EventHubClient eventHubClient;

ReceiveMessagesFromDeviceAsync方法：

 1         /// <summary>
 2         /// 接收設備側的消息
 3         /// </summary>
 4         /// <param name="partition">分區</param>
 5         /// <param name="ct">取消標識</param>
 6         /// <returns>Task</returns>
 7         private static async Task ReceiveMessagesFromDeviceAsync(string partition, CancellationToken ct)
 8         {
 9             var eventHubReceiver = eventHubClient.GetDefaultConsumerGroup().CreateReceiver(partition, DateTime.UtcNow);
10             while (true)
11             {
12                 if (ct.IsCancellationRequested) break;
13                 EventData eventData = await eventHubReceiver.ReceiveAsync();
14                 if (eventData == null) continue;
15 
16                 string data = Encoding.UTF8.GetString(eventData.GetBytes());
17                 Console.WriteLine("Message received. Partition: {0} Data: '{1}'", partition, data);
18 
19                 //防止CPU被占滿
20                 Task.Delay(1).Wait();
21             }
22         }

Main函數中我們將整個IoTServer Run起來：

 1         static void Main(string[] args)
 2         {
 3             Console.WriteLine("Azure IoT Hub 接收消息..., Press Ctrl-C to exit.\n");
 4             eventHubClient = EventHubClient.CreateFromConnectionString(connectionString, iotHubD2cEndpoint);
 5 
 6             var d2cPartitions = eventHubClient.GetRuntimeInformation().PartitionIds;
 7 
 8             CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();
 9 
10             System.Console.CancelKeyPress += (s, e) =>
11             {
12                 e.Cancel = true;
13                 cts.Cancel();
14                 Console.WriteLine("Exiting...");
15             };
16 
17             var tasks = new List<Task>();
18             foreach (string partition in d2cPartitions)
19             {
20                 tasks.Add(ReceiveMessagesFromDeviceAsync(partition, cts.Token));
21             }
22 
23             Task.WaitAll(tasks.ToArray());
24         }

2. 模擬設備發送消息到Azure IoT Hub

我們同樣新建一個Console控制台工程：Device，用於模擬向Azure IoT Hub 發送消息。

首先添加Nuget引用：Microsoft.Azure.Devices.Client，這個Nuget依賴的Nuget很多，不要著急，慢慢Install吧

核心的命名空間：

using Microsoft.Azure.Devices.Client;
using Newtonsoft.Json;

核心類：

Microsoft.Azure.Devices.Client.DeviceClient

模擬設備往Azure IoT Hub發消息時，用到了設備的Key（唯一標識）和IoT Hub HostName, 上篇博文中提到的主機名：Azure IoT 技術研究系列2-設備註冊到Azure IoT Hub

1         static DeviceClient deviceClient;
2         static string iotHubUri = "IoTTest.******";          //iot hub hostname
3         static string deviceKey = "+jDqO+Nu2g************="; //device key

添加一個迴圈向Azure IoT Hub發送消息的方法：SendDeviceToCloudMessagesAsync，1s 一條消息

 1         /// <summary>
 2         /// 迴圈向Azure IoT Hub發送消息
 3         /// </summary>
 4         private static async void SendDeviceToCloudMessagesAsync()
 5         {
 6             double avgWindSpeed = 10; // m/s
 7             Random rand = new Random();
 8 
 9             while (true)
10             {
11                 //發送遙測數據
12                 double currentWindSpeed = avgWindSpeed + rand.NextDouble() * 4 - 2;
13                 var telemetryDataPoint = new
14                 {
15                     deviceId = "TeldPile001",
16                     windSpeed = currentWindSpeed
17                 };
18                 var messageString = JsonConvert.SerializeObject(telemetryDataPoint);
19                 var message = new Message(Encoding.ASCII.GetBytes(messageString));
20 
21                 await deviceClient.SendEventAsync(message);
22                 Console.WriteLine("{0} > Sending message: {1}", DateTime.Now, messageString);
23 
24                 //1s 一條
25                 await Task.Delay(1000);
26             }
27         }

然後，在Main函數中啟動模擬設備發送消息：

1         static void Main(string[] args)
2         {
3             Console.WriteLine("模擬設備通信...\n");
4             deviceClient = DeviceClient.Create(iotHubUri, new DeviceAuthenticationWithRegistrySymmetricKey("TeldPile001", deviceKey), TransportType.Mqtt);
5 
6             SendDeviceToCloudMessagesAsync();
7             Console.ReadLine();
8         }

 3. 啟動運行測試

在解決方案上設置雙啟動項目：Device和IoTServer

F5 Run：

可以發現，設備側消息發送、Azure IoT Hub接收是同步的

我們查看Azure Portal中的統計：

總結： 通過這兩篇博文，我們研究驗證了Azure IoT Hub 註冊設備、設備和雲之間的通信，感覺整個Azure 的 IoT Hub還是非常好用、易用，比較容易理解和操作，基於PaaS層的IoT Hub，可以做很多有價值的設計和方案。

周國慶

2017/4/18