概述

AWS IoT 是 AWS 云服務(wù)中的物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和解決方案，能夠連接和管理數(shù)十億臺(tái)設(shè)備，這些設(shè)備在連接到 AWS IoT后，即可利用 AWS 提供的云服務(wù)實(shí)現(xiàn)完整的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和行業(yè)價(jià)值洞察。
將工業(yè)設(shè)備連接至AWS IoT需要基于A(yíng)WS IoT設(shè)備開(kāi)發(fā)工具包（SDK）構(gòu)建邊緣網(wǎng)關(guān)應(yīng)用，這需要較為復(fù)雜的開(kāi)發(fā)工作。本次發(fā)布的AwsIotDeviceAgent結(jié)合凌頂其他邊緣應(yīng)用軟件，能夠快速的實(shí)現(xiàn)工業(yè)設(shè)備和AWS IoT Core的交互，從而為終端用戶(hù)提供開(kāi)箱即用的解決方案。
AwsIotDeviceAgent提供的服務(wù)：

1. 通過(guò)簡(jiǎn)單的配置即可將邊緣網(wǎng)關(guān)連接到 AWS IoT Core。
2. 提供從設(shè)備到云的數(shù)據(jù)遙測(cè)，將邊緣網(wǎng)關(guān)內(nèi)置 MDC OPCUA 服務(wù)器的標(biāo)簽數(shù)據(jù)持續(xù)上報(bào)到 AWS IoT Core。
3. 提供從云到設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，如讀寫(xiě)工業(yè)設(shè)備參數(shù)，訪(fǎng)問(wèn)邊緣網(wǎng)關(guān)內(nèi)部數(shù)據(jù)庫(kù)，遠(yuǎn)程執(zhí)行網(wǎng)關(guān)軟件等。

應(yīng)用架構(gòu)

凌頂邊緣網(wǎng)關(guān)通過(guò)各類(lèi)網(wǎng)絡(luò)接口連接到工業(yè)設(shè)備的控制系統(tǒng)，通過(guò) MDC OPCUA 服務(wù)器獲取設(shè)備的實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)，然后連接至AWS IoT Core，實(shí)現(xiàn)和云端的數(shù)據(jù)交互。

應(yīng)用演示

演示步驟：

1. 在A(yíng)WS IoT Core 中創(chuàng)建物品，設(shè)置訪(fǎng)問(wèn)策略和獲取證書(shū)文件。
2. 使用 MDC OPCUA服務(wù)器的設(shè)備模擬驅(qū)動(dòng)模擬一組變化的設(shè)備實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。
3. 配置AwsIotDeviceAgent的定時(shí)遙測(cè)和值變化遙測(cè)，將數(shù)據(jù)上報(bào)到AWS IoT Core。
4. 通過(guò)AwsIotDeviceAgent的日志查看遙測(cè)消息，通過(guò)AWS IoT 提供的MQTT客戶(hù)端查看消息。
5. 通過(guò)AWS IoT 提供的MQTT客戶(hù)端主動(dòng)讀取OPCUA標(biāo)簽值。
6. 通過(guò)AWS IoT 提供的MQTT客戶(hù)端主動(dòng)修改OPCUA標(biāo)簽值。

步驟一：在A(yíng)WS IoT Core 中創(chuàng)建物品，設(shè)置訪(fǎng)問(wèn)策略和獲取證書(shū)文件

• 登陸到 AWS，進(jìn)入 IoT 控制臺(tái)頁(yè)面。

• 在左側(cè)控制面板選擇【管理】【物品】，在右側(cè)頁(yè)面點(diǎn)擊【創(chuàng)建物品】。

• 選擇【創(chuàng)建單個(gè)物品】，點(diǎn)擊【下一步】。

• 輸入【物品名稱(chēng)】，如EP31010（Edge模塊的序列號(hào)）。點(diǎn)擊【下一步】。

• 選擇【自動(dòng)生成新證書(shū)（推薦）】，點(diǎn)擊【下一步】。

• 忽略創(chuàng)建策略，直接點(diǎn)擊【創(chuàng)建物品】。

• 下載所有證書(shū)和密鑰文件。下載后點(diǎn)擊【已完成】。后續(xù)我們需要使用到的是設(shè)備證書(shū)和私有密鑰文件。

• 點(diǎn)擊進(jìn)入物品EP31010的屬性頁(yè)面，切換到【交互】頁(yè)面，點(diǎn)擊【查看設(shè)置】。

• 獲取設(shè)備的【終端節(jié)點(diǎn)】，復(fù)制字符串到文本文件，后續(xù)在配置AwsIotDeviceAgent時(shí)需要使用。

在本頁(yè)面中為 a31wmfqq9hucsv.ats.iot.cn-north-1.amazonaws.com.cn

• 進(jìn)入【安全】【策略】頁(yè)面，點(diǎn)擊【創(chuàng)建策略】，創(chuàng)建訪(fǎng)問(wèn)策略。

• 在創(chuàng)建策略頁(yè)面，輸入【策略名稱(chēng)】，如EdgeAccessPolicy，點(diǎn)擊【JSON】，切換到策略文檔編輯頁(yè)面。

• 刪除默認(rèn)的策略文檔內(nèi)容，輸入以下內(nèi)容。

{
  "Version": "2012-10-17",
  "Statement": [
    {
      "Effect": "Allow",
      "Action": [
        "iot:Publish",
        "iot:Receive",
        "iot:RetainPublish"
      ],
      "Resource": [
        "arn:aws-cn:iot:cn-north-1:865810612014:topic/${iot:ClientId}/PreDefinedTelemetry/*",
        "arn:aws-cn:iot:cn-north-1:865810612014:topic/${iot:ClientId}/direct_method/*/c2d_request",
        "arn:aws-cn:iot:cn-north-1:865810612014:topic/${iot:ClientId}/direct_method/*/c2d_response"
      ]
    },
    {
      "Effect": "Allow",
      "Action": "iot:Subscribe",
      "Resource": [
        "arn:aws-cn:iot:cn-north-1:865810612014:topicfilter/${iot:ClientId}/direct_method/*/c2d_request",
        "arn:aws-cn:iot:cn-north-1:865810612014:topicfilter/${iot:ClientId}/direct_method/*/c2d_response"
      ]
    },
    {
      "Effect": "Allow",
      "Action": "iot:Connect",
      "Resource": [
        "arn:aws-cn:iot:cn-north-1:865810612014:client/${iot:ClientId}",
        "arn:aws-cn:iot:cn-north-1:865810612014:client/${iot:ClientId}_*"
      ]
    }
  ]
}

• 點(diǎn)擊【創(chuàng)建】按鈕生成策略。

• 關(guān)于策略資源的用途，這些策略用于服務(wù)AwsIotDeviceAgent軟件的對(duì)應(yīng)功能。

• 進(jìn)入證書(shū)頁(yè)面，將剛創(chuàng)建的策略附加到物品的證書(shū)。

步驟二：使用 MDC OPCUA服務(wù)器的設(shè)備模擬驅(qū)動(dòng)模擬一組變化的設(shè)備實(shí)時(shí)生產(chǎn)數(shù)據(jù)

• 打開(kāi)EdgePlant，連接到Edge網(wǎng)關(guān)，配置 MDC OPCUA 服務(wù)器，創(chuàng)建模擬設(shè)備。

• 創(chuàng)建三個(gè)模擬數(shù)據(jù)TempCur、TempSet、Count，下載配置文件。

TempCur：在0~200之間的隨機(jī)值，只讀。
TempSet：可讀可寫(xiě)，不啟用模擬。
Count：0~65535，每隔1秒增1，只讀。

配置文件：

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!--MDC_OPCUA_SERVER Project File, SCAPEAK, 2019-->
<MDC_OPCUA_SERVER_Project Name="Project" CreateTime="2022-03-08 13:15:00" Comment="默認(rèn)項(xiàng)目配置">
  <Group Name="Group" Enable="1" Comment="組別1">
    <Device Name="SIMU" Protocol="Simulator" Enable="1" Comment="" Parm="DataCoding=8 ByteOrder=BigEndian">
      <Item Name="TempCur" Alias="" UA_Type="UA_Int16" Enable="1" Writable="0" Comment="" Parm="Area=D||Offset=0||BitNo=0||StringLength=0||InitValue=0||SimEnable=1||SimMode=rand||SimInterval=1000||ValueMin=0||ValueMax=200||IncValue=1||ValueList=" />
      <Item Name="TempSet" Alias="" UA_Type="UA_Int16" Enable="1" Writable="1" Comment="" Parm="Area=D||Offset=2||BitNo=0||StringLength=0||InitValue=0||SimEnable=0||SimMode=rand||SimInterval=1000||ValueMin=0||ValueMax=200||IncValue=1||ValueList=" />
      <Item Name="Count" Alias="" UA_Type="UA_UInt16" Enable="1" Writable="0" Comment="" Parm="Area=D||Offset=10||BitNo=0||StringLength=0||InitValue=0||SimEnable=1||SimMode=inc||SimInterval=1000||ValueMin=0||ValueMax=65535||IncValue=1||ValueList=" />
    </Device>
  </Group>
</MDC_OPCUA_SERVER_Project>

• 將MDC_OPCUA_SERVER添加到開(kāi)機(jī)自啟，重啟Edge網(wǎng)關(guān)。

• 打開(kāi)OPCUA客戶(hù)端查看數(shù)據(jù)是否正常。

步驟三：配置AwsIotDeviceAgent的定時(shí)遙測(cè)和值變化遙測(cè)，將數(shù)據(jù)上報(bào)到AWS IoT Core

• 打開(kāi)EdgePlant的AWS IoT設(shè)備代理服務(wù)軟件配置界面。

• 配置參數(shù)

設(shè)備名稱(chēng)：EP31010，自由設(shè)置
客戶(hù)端ID：EP31010，必須設(shè)置為 EP31010或者EP31010_開(kāi)頭，否則無(wú)法連接到AWS IoT，見(jiàn)上述策略文件。
服務(wù)終結(jié)點(diǎn)：a31wmfqq9hucsv.ats.iot.cn-north-1.amazonaws.com.cn，見(jiàn)上述步驟。
傳輸質(zhì)量：QoS1，注意AWS不支持QoS2.
保活時(shí)間：30（秒）。
OPCUA服務(wù)終結(jié)點(diǎn)：opc.tcp://localhost:4840，即連接到網(wǎng)關(guān)內(nèi)部MDC OPCUA服務(wù)器。
OPCUA通訊超時(shí)時(shí)間：2000毫秒
直接方法：云到設(shè)備的控制命令，啟用 opcua_read_value opcua_write_value query_edge_info。

• 點(diǎn)擊證書(shū)和密鑰參數(shù)右側(cè)的按鈕，打開(kāi)證書(shū)下載對(duì)話(huà)框

• 下載設(shè)備證書(shū)和設(shè)備私鑰文件，選擇步驟一下載的設(shè)備證書(shū)（-certificate.pem.crt）和設(shè)備私鑰文件（-private.pem.key）。

• 配置預(yù)配置遙測(cè)

  • 創(chuàng)建一個(gè)定時(shí)發(fā)布主題：每秒鐘上報(bào)TempCur和Count的值。
    

  • 定義DT（當(dāng)前時(shí)間）、TempCur、Count（OPCUA標(biāo)簽值）。
    

• 保存并下載到Edge網(wǎng)關(guān)。整個(gè)配置文件內(nèi)容：

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<!--AwsIotDeviceAgent配置文件, 濟(jì)桓科技IIOT開(kāi)發(fā)部, 2020-->
<AwsIotDeviceAgent_Config Version="1.4.0.RC1">
  <IotDevice DeviceName="EP31010" ClientId="EP31010" EndPoint="a31wmfqq9hucsv.ats.iot.cn-north-1.amazonaws.com.cn" ProxyHost="" ProxyPort="8080" QoS="1" KeepAlive="30">
    <DirectMethod MethodEnable="opcua_read_value opcua_write_value query_edge_info"/>
  </IotDevice>
  <PreDefinedTelemetry>
    <Topic TopicName="CyclePub_TempCur" TopicType="RegularPublish" RegularTime="1000">
      <Field FieldName="DT" FieldAlias="日期時(shí)間字段" FieldType="DATETIME(3)" DataFormat="NOW(3)" DataSource="DataFormat" ItemNode=""/>
      <Field FieldName="TempCur" FieldAlias="OPC標(biāo)簽值字段" FieldType="INT" DataFormat="%d" DataSource="OpcUaServer" ItemNode="ns=1;s=Project.Group.SIMU.TempCur"/>
      <Field FieldName="Count" FieldAlias="OPC標(biāo)簽值字段" FieldType="INT" DataFormat="%d" DataSource="OpcUaServer" ItemNode="ns=1;s=Project.Group.SIMU.Count"/>
    </Topic>
  </PreDefinedTelemetry>
  <OpcUAServer EndpointUrl="opc.tcp://localhost:4840" Timeout="2000"/>
</AwsIotDeviceAgent_Config>

• 將AwsIotDeviceAgent的調(diào)試等級(jí)設(shè)置為T(mén)RACE（跟蹤），點(diǎn)擊【軟件列表】【下載軟件參數(shù)】。

• 將AwsIotDeviceAgent添加到Edge網(wǎng)關(guān)的開(kāi)機(jī)自啟。重啟Edge網(wǎng)關(guān)。

步驟四：通過(guò)AwsIotDeviceAgent的日志查看遙測(cè)消息，通過(guò)AWS IoT 提供的MQTT客戶(hù)端查看消息

在A(yíng)wsIotDeviceAgent的調(diào)試日志中查看設(shè)備連接和遙測(cè)消息。

雙擊軟件列表中的AwsIotDeviceAgent，打開(kāi)日志記錄。可以看到網(wǎng)關(guān)已成功連接到AWS IoT并每秒發(fā)送遙測(cè)數(shù)據(jù)。

在A(yíng)WS IoT平臺(tái)的MQTT測(cè)試客戶(hù)端輸入#訂閱所有消息，可以看到上報(bào)的消息。

步驟五：通過(guò)AWS IoT 提供的MQTT客戶(hù)端主動(dòng)讀取OPCUA標(biāo)簽值

從云端主動(dòng)讀取TempCur、TempSet和Count的值。要主動(dòng)讀取網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的OPCUA數(shù)據(jù)，我們需要使用直接方法opcua_read_value，將以下消息發(fā)送到以下主題：
請(qǐng)求主題：EP31010/direct_method/opcua_read_value/c2d_request
請(qǐng)求消息：

{
    "read_id":"1",
    "node_prefix":"ns=1;s=Project.Group.SIMU.",
    "items_read":["TempCur", "TempSet", "Count"]
} 

使用MQTT測(cè)試客戶(hù)端頁(yè)面測(cè)試：
訂閱響應(yīng)主題：EP31010/direct_method/opcua_read_value/c2d_response

在請(qǐng)求主題上發(fā)布主題消息，在響應(yīng)主題上獲得響應(yīng)消息。

{
  "status": "200",
  "timestamp": "2022.03.08 14:02:25.891",
  "payload": {
    "read_id": "1",
    "node_prefix": "ns=1;s=Project.Group.SIMU.",
    "read_values": [
      "5",
      "0",
      "764"
    ]
  }
}

步驟六：通過(guò)AWS IoT 提供的MQTT客戶(hù)端主動(dòng)修改OPCUA標(biāo)簽值

從云端主動(dòng)修改TempSet的值。要主動(dòng)修改網(wǎng)關(guān)內(nèi)部的OPCUA數(shù)據(jù)，我們需要使用直接方法opcua_write_value，將以下消息發(fā)送到以下主題：
請(qǐng)求主題：EP31010/direct_method/opcua_write_value/c2d_request
請(qǐng)求消息：

{
    "write_id":"1",
    "node_prefix":"ns=1;s=Project.Group.SIMU.",
    "items_write":[{"name":"TempSet","value":"123"}]         
}  

使用MQTT測(cè)試客戶(hù)端頁(yè)面測(cè)試：
訂閱響應(yīng)主題：EP31010/direct_method/opcua_write_value/c2d_response

在請(qǐng)求主題上發(fā)布主題消息，在響應(yīng)主題上獲得響應(yīng)消息。

{
  "status": "200",
  "timestamp": "2022.03.08 14:15:16.419",
  "payload": {
    "write_id": "1",
    "node_prefix": "ns=1;s=Project.Group.SIMU.",
    "write_results": [
      "ok"
    ]
  }
}

通過(guò)EdgePlant的OPCUA客戶(hù)端查看TempSet的值，已修改為123。

文章來(lái)源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-421246.html

總結(jié)

• AwsIotDeviceAgent 能夠快速的將工業(yè)設(shè)備生產(chǎn)數(shù)據(jù)（通過(guò)內(nèi)置的OPCUA服務(wù)器）快速上報(bào)到AWS IoT Core。
• 通過(guò)簡(jiǎn)單的配置即可實(shí)現(xiàn)OPCUA數(shù)據(jù)的定時(shí)上報(bào)和值變化上報(bào)。
• 打通云到設(shè)備的遠(yuǎn)程控制，客戶(hù)端只需要在預(yù)定義好的主題上按照命令格式發(fā)布消息即可遠(yuǎn)程讀寫(xiě)OPCUA數(shù)據(jù)。
• 關(guān)于遠(yuǎn)程控制的更多命令和消息格式見(jiàn)具體技術(shù)手冊(cè)。

到了這里，關(guān)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng) 將工業(yè)設(shè)備快速連接到亞馬遜AWS IoT的邊緣層軟件AwsIotDeviceAgent的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！