使用RIOT-OS的基于AWS的IoT虛擬環(huán)境站

描述

概述

該項目是羅馬第一大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)課程作業(yè)的第二部分。目的是建立一個基于亞馬遜網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（AWS）的虛擬環(huán)境站。建議檢查第一部分，因為在本指南中，假設(shè)您已經(jīng)了解該論點的基礎(chǔ)知識。

該系統(tǒng)由兩個 RIOT-OS 原生板組成，它們生成隨機環(huán)境數(shù)據(jù)，并通過 MQTT-SN ( Mosquitto ) 和一個 MQTT 透明橋?qū)⑺鼈儼l(fā)送到 AWS。在有用的鏈接部分，您可以找到指向我的 GitHub 存儲庫的鏈接，其中包含我使用的所有代碼和 YouTube 演示文稿。

MQTT-SN - 蚊子 RSMB

首先，您需要克隆此存儲庫并設(shè)置 RSMB（真正的小型消息代理）：

• > git clone https://github.com/eclipse/mosquitto.rsmb

然后，基本上你必須逐步按照自述文件中提供的說明進行操作，所以：

• > cd mosquitto.rsmb/rsmb/src
> make

之后，您必須在同一文件夾中創(chuàng)建一個名為config.conf的新文件，其中包含：

• # Uncomment this to show you packets being sent and received
#trace_output protocol

# Normal MQTT listener
listener 1883 INADDR_ANY
ipv6 true

# MQTT-SN listener
listener 1883 INADDR_ANY mqtts
ipv6 true

即使這是 README 中提供的示例配置，建議將 1885 端口用于 MQTT-SN 偵聽器，將 1886 端口用于 MQTT 偵聽器作為標(biāo)準端口。通過這些簡單的步驟，您已經(jīng)配置了 MQTT-SN 代理，因此您可以使用以下命令運行它：

• > ./broker_mqttsn config.conf

現(xiàn)在代理已準備好連接

蚊子跑

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防暴操作系統(tǒng)

RIOT 是一個用于聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)存受限系統(tǒng)的小型操作系統(tǒng)，專注于低功耗無線物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。它是開源軟件，根據(jù) GNU Lesser General Public License ( Wikipedia ) 發(fā)布。首先，顯然你必須下載和設(shè)置 RIOT-OS 和所有需要的組件：因為這是一個相當(dāng)長但簡單的過程，只需按照RIOT-OS 教程獲得下載的分步指南并獲得一些有用的教程來對 RIOT-OS 充滿信心。之后，您可以克隆此存儲庫以獲取該項目的所有基本工具。請注意，請務(wù)必注意本指南中提到的每個文件的路徑！您將在名為的文件夾中工作在我的情況下位于home/RIOT/examples/emcute_mqttsn 的 emcute_mqttsn ；如果由于某種原因您有不同的路徑，則必須修改 Makefile 中的以下行（它顯然位于emcute_mqttsn文件夾中）：

RIOTBASE ?= $(CURDIR)/../..

生成文件，第 8 行

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此時，您需要創(chuàng)建一個網(wǎng)橋、一些 Tap 接口（本例中為兩個），并且您需要為通信配置全局地址：

• 在主文件夾中，輸入終端：您可以檢查一切是否順利，輸入：如果您在點擊接口時遇到問題，請考慮：您可以刪除并重新設(shè)置接口！（最古老和最強大的解決方案......）
  > sudo ./RIOT/dist/tools/tapsetup/tapsetup -c 2

> ifconfig | grep tap

> sudo ./RIOT/dist/tools/tapsetup/tapsetup -d
• 為tapbr0分配一個站點全局前綴：
  > sudo ip a a fec0:affe::1/64 dev tapbr0

Tap接口配置

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另一方面，我們必須在 RIOT 板中設(shè)置通信，因此在文件夾RIOT/examples/emcute_mqttsn 中：

• 類型：
  > sudo make all term PORT=tap0
• 然后，在 RIOT 板上：
  > ifconfig 5 add fec0:affe::99

這是針對第一個 RIOT 板的，但由于在這個項目中預(yù)計會有兩個虛擬站，當(dāng)您運行第二個板時，您必須選擇另一個抽頭，例如tap1，并且您必須更改最后一部分地址，例如使用 100 而不是 99。

防暴設(shè)置

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在繼續(xù)之前，先看一下代碼。對于這個項目，它大部分都使用了 RIOT-OS 存儲庫中可用的示例文件，并在需要時進行了一些調(diào)整。該文件本質(zhì)上提供了具有基本功能的本機板，您可以簡單地添加您需要的任何其他命令。在這種情況下，對命令 cmd_pub 進行了輕微調(diào)整，并添加了命令basic_pub和cmd_start，以便以更舒適的方式運行進程。

cmd_start 概述

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函數(shù)random_values提供了以非常簡單的方式生成的隨機環(huán)境值；顯然，如果您有一個不同的名稱，您需要更改您將發(fā)布自己的數(shù)據(jù)的主題。

• 現(xiàn)在你可以開始在 RIOT board 中輸入：
  > start fec0:affe::1 1885 station1

請注意，1885是為 MQTT-SN 偵聽器選擇的端口，station1是一個虛擬環(huán)境站的 ID。當(dāng)您運行第二個站點時，您還將使用端口 1885，但當(dāng)然是 ID 站點。從這一刻起，系統(tǒng)開始生成隨機值并將它們發(fā)送給代理，每 10 秒一次。

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1 / 2 ?進程啟動

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到 AWS 的 MQTT 透明橋

最后，由于不支持 MQTT-SN 和 AWS 之間的直接通信，因此您必須設(shè)置 MQTT 透明橋。您可以通過多種方式執(zhí)行此操作：在此項目中使用 Python 腳本來充當(dāng)透明橋梁并將數(shù)據(jù)存儲在 DynamoDB 中，但請注意，您也可以簡單地使用.conf文件來執(zhí)行此操作，即使在本指南我們將不討論該方法。因為當(dāng)您運行網(wǎng)橋時，您使用 Mosquitto 提供的一些默認實用程序，位于mosquitto.rsmb/rsmb/src/MQTTSClient/Python，建議不要使用 Python3，否則您需要對這些實用程序進行一些調(diào)整。大部分代碼與項目的前一部分相同；所以基本上你有一個功能來建立與 AWS 的連接和一些功能來發(fā)布和存儲數(shù)據(jù)。如果您需要更多信息，請再次查看第一部分！

回調(diào)類

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新的是 Callback 類：它允許通過函數(shù)messageArrived發(fā)布和存儲每條消息（有效負載）到達。函數(shù)messageArrived處理 Mosquitto 的實用程序，因此建議不要更改參數(shù)的名稱。在這里，您也許可以找到一些其他有用的信息。您現(xiàn)在可以運行橋接器，注意將其放置在正確的文件夾中：橋接器必須保留在文件夾mosquitto.rsmb/rsmb/src/MQTTSClient/Python 中；還要檢查之前運行的 MQTT-SN 代理是否仍在工作。

• 跑：
  > python bridge.py

經(jīng)紀人工作

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現(xiàn)在透明網(wǎng)橋?qū)㈤_始接收來自 RIOT 的隨機負載并將它們存儲在數(shù)據(jù)庫中。請注意，環(huán)境數(shù)據(jù)將顯示在第一部分介紹的同一個Web 應(yīng)用程序（localhost）上！

系統(tǒng)如何運作

該代碼在我的 Github 存儲庫中可用，顯然，如果您想使用它，您必須更改一些參數(shù)，例如端點和證書的路徑。如果一切都已正確完成，您可以按以下方式運行系統(tǒng)（每一步都需要一個單獨的終端）：

• （可選）運行 localhost 頁面鍵入：該文件位于django_web文件夾中
  > python3 manage.py runserver
• 運行 MQTT-SN 代理：
  > ./broker_mqttsn config.conf
• 設(shè)置分接橋和一些接口（RIOT-OS 部分）并分配站點全局前綴
• 為每個站點制作、配置和運行一些具有不同 ID 的 RIOT 板（RIOT-OS 部分）
• 運行透明網(wǎng)橋：
  > python bridge.py

如果一切正常，您應(yīng)該會看到如下內(nèi)容：

系統(tǒng)工作

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有用的鏈接

• 第一部分
• Github 倉庫
• YouTube 演示文稿
• 領(lǐng)英個人資料