使用RIOT-OS的基于AWS的IoT虚拟环境站

描述

概述

该项目是罗马第一大学物联网课程作业的第二部分。目的是建立一个基于亚马逊网络服务（AWS）的虚拟环境站。建议检查第一部分，因为在本指南中，假设您已经了解该论点的基础知识。

该系统由两个 RIOT-OS 原生板组成，它们生成随机环境数据，并通过 MQTT-SN ( Mosquitto ) 和一个 MQTT 透明桥将它们发送到 AWS。在有用的链接部分，您可以找到指向我的 GitHub 存储库的链接，其中包含我使用的所有代码和 YouTube 演示文稿。

MQTT-SN - 蚊子 RSMB

首先，您需要克隆此存储库并设置 RSMB（真正的小型消息代理）：

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

然后，基本上你必须逐步按照自述文件中提供的说明进行操作，所以：

• > cd mosquitto.rsmb/rsmb/src
> make

之后，您必须在同一文件夹中创建一个名为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

即使这是 README 中提供的示例配置，建议将 1885 端口用于 MQTT-SN 侦听器，将 1886 端口用于 MQTT 侦听器作为标准端口。通过这些简单的步骤，您已经配置了 MQTT-SN 代理，因此您可以使用以下命令运行它：

• > ./broker_mqttsn config.conf

现在代理已准备好连接

蚊子跑

 

防暴操作系统

RIOT 是一个用于联网、内存受限系统的小型操作系统，专注于低功耗无线物联网设备。它是开源软件，根据 GNU Lesser General Public License ( Wikipedia ) 发布。首先，显然你必须下载和设置 RIOT-OS 和所有需要的组件：因为这是一个相当长但简单的过程，只需按照RIOT-OS 教程获得下载的分步指南并获得一些有用的教程来对 RIOT-OS 充满信心。之后，您可以克隆此存储库以获取该项目的所有基本工具。请注意，请务必注意本指南中提到的每个文件的路径！您将在名为的文件夹中工作在我的情况下位于home/RIOT/examples/emcute_mqttsn 的 emcute_mqttsn ；如果由于某种原因您有不同的路径，则必须修改 Makefile 中的以下行（它显然位于emcute_mqttsn文件夹中）：

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

生成文件，第 8 行

 

此时，您需要创建一个网桥、一些 Tap 接口（本例中为两个），并且您需要为通信配置全局地址：

• 在主文件夹中，输入终端：您可以检查一切是否顺利，输入：如果您在点击接口时遇到问题，请考虑：您可以删除并重新设置接口！（最古老和最强大的解决方案......）
  > sudo ./RIOT/dist/tools/tapsetup/tapsetup -c 2

> ifconfig | grep tap

> sudo ./RIOT/dist/tools/tapsetup/tapsetup -d
• 为tapbr0分配一个站点全局前缀：
  > sudo ip a a fec0:affe::1/64 dev tapbr0

Tap接口配置

 

另一方面，我们必须在 RIOT 板中设置通信，因此在文件夹RIOT/examples/emcute_mqttsn 中：

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

这是针对第一个 RIOT 板的，但由于在这个项目中预计会有两个虚拟站，当您运行第二个板时，您必须选择另一个抽头，例如tap1，并且您必须更改最后一部分地址，例如使用 100 而不是 99。

防暴设置

 

在继续之前，先看一下代码。对于这个项目，它大部分都使用了 RIOT-OS 存储库中可用的示例文件，并在需要时进行了一些调整。该文件本质上提供了具有基本功能的本机板，您可以简单地添加您需要的任何其他命令。在这种情况下，对命令 cmd_pub 进行了轻微调整，并添加了命令basic_pub和cmd_start，以便以更舒适的方式运行进程。

cmd_start 概述

 

函数random_values提供了以非常简单的方式生成的随机环境值；显然，如果您有一个不同的名称，您需要更改您将发布自己的数据的主题。

• 现在你可以开始在 RIOT board 中输入：
  > start fec0:affe::1 1885 station1

请注意，1885是为 MQTT-SN 侦听器选择的端口，station1是一个虚拟环境站的 ID。当您运行第二个站点时，您还将使用端口 1885，但当然是 ID 站点。从这一刻起，系统开始生成随机值并将它们发送给代理，每 10 秒一次。

 

 

 

 

1 / 2 •进程启动

 

到 AWS 的 MQTT 透明桥

最后，由于不支持 MQTT-SN 和 AWS 之间的直接通信，因此您必须设置 MQTT 透明桥。您可以通过多种方式执行此操作：在此项目中使用 Python 脚本来充当透明桥梁并将数据存储在 DynamoDB 中，但请注意，您也可以简单地使用.conf文件来执行此操作，即使在本指南我们将不讨论该方法。因为当您运行网桥时，您使用 Mosquitto 提供的一些默认实用程序，位于mosquitto.rsmb/rsmb/src/MQTTSClient/Python，建议不要使用 Python3，否则您需要对这些实用程序进行一些调整。大部分代码与项目的前一部分相同；所以基本上你有一个功能来建立与 AWS 的连接和一些功能来发布和存储数据。如果您需要更多信息，请再次查看第一部分！

回调类

 

新的是 Callback 类：它允许通过函数messageArrived发布和存储每条消息（有效负载）到达。函数messageArrived处理 Mosquitto 的实用程序，因此建议不要更改参数的名称。在这里，您也许可以找到一些其他有用的信息。您现在可以运行桥接器，注意将其放置在正确的文件夹中：桥接器必须保留在文件夹mosquitto.rsmb/rsmb/src/MQTTSClient/Python 中；还要检查之前运行的 MQTT-SN 代理是否仍在工作。

• 跑：
  > python bridge.py

经纪人工作

 

现在透明网桥将开始接收来自 RIOT 的随机负载并将它们存储在数据库中。请注意，环境数据将显示在第一部分介绍的同一个Web 应用程序（localhost）上！

系统如何运作

该代码在我的 Github 存储库中可用，显然，如果您想使用它，您必须更改一些参数，例如端点和证书的路径。如果一切都已正确完成，您可以按以下方式运行系统（每一步都需要一个单独的终端）：

• （可选）运行 localhost 页面键入：该文件位于django_web文件夹中
  > python3 manage.py runserver
• 运行 MQTT-SN 代理：
  > ./broker_mqttsn config.conf
• 设置分接桥和一些接口（RIOT-OS 部分）并分配站点全局前缀
• 为每个站点制作、配置和运行一些具有不同 ID 的 RIOT 板（RIOT-OS 部分）
• 运行透明网桥：
  > python bridge.py

如果一切正常，您应该会看到如下内容：

系统工作

 

有用的链接

• 第一部分
• Github 仓库
• YouTube 演示文稿
• 领英个人资料