Azure IoT 技术研究系列3-设备到云、云到设备通信

上篇博文中我们将模拟设备注册到Azure IoT Hub中：我们得到了设备的唯一标识。

Azure IoT 技术研究系列2-设备注册到Azure IoT Hub

本文中我们继续深入研究，设备到云、云到设备通信。

1. 在Azure IoT Hub中接收模拟设备的消息

读取设备到云消息的Event Hub兼容终结点，使用 AMQP 协议。

我们新建一个Console控制台工程：IoTServer，添加Nuget引用：WindowsAzure.ServiceBus

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

核心类：EventHubClient

通过EventHubClient创建一个EventHubReceiver，不间断的接收设备侧的消息。

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

ReceiveMessagesFromDeviceAsync方法：

         /// <summary>
         /// 接收设备侧的消息
         /// </summary>
         /// <param name="partition">分区</param>
         /// <param name="ct">取消标识</param>
         /// <returns>Task</returns>
         private static async Task ReceiveMessagesFromDeviceAsync(string partition, CancellationToken ct)
         {
             var eventHubReceiver = eventHubClient.GetDefaultConsumerGroup().CreateReceiver(partition, DateTime.UtcNow);
             while (true)
             {
                 if (ct.IsCancellationRequested) break;
                 EventData eventData = await eventHubReceiver.ReceiveAsync();
                 if (eventData == null) continue;

                 string data = Encoding.UTF8.GetString(eventData.GetBytes());
                 Console.WriteLine("Message received. Partition: {0} Data: '{1}'", partition, data);

                 //防止CPU被占满
                 Task.Delay().Wait();
             }
         }

Main函数中我们将整个IoTServer Run起来：

         static void Main(string[] args)
         {
             Console.WriteLine("Azure IoT Hub 接收消息..., Press Ctrl-C to exit.\n");
             eventHubClient = EventHubClient.CreateFromConnectionString(connectionString, iotHubD2cEndpoint);

             var d2cPartitions = eventHubClient.GetRuntimeInformation().PartitionIds;

             CancellationTokenSource cts = new CancellationTokenSource();

             System.Console.CancelKeyPress += (s, e) =>
             {
                 e.Cancel = true;
                 cts.Cancel();
                 Console.WriteLine("Exiting...");
             };

             var tasks = new List<Task>();
             foreach (string partition in d2cPartitions)
             {
                 tasks.Add(ReceiveMessagesFromDeviceAsync(partition, cts.Token));
             }

             Task.WaitAll(tasks.ToArray());
         }

2. 模拟设备发送消息到Azure IoT Hub

我们同样新建一个Console控制台工程：Device，用于模拟向Azure IoT Hub 发送消息。

首先添加Nuget引用：Microsoft.Azure.Devices.Client，这个Nuget依赖的Nuget很多，不要着急，慢慢Install吧

核心的命名空间：

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

核心类：

Microsoft.Azure.Devices.Client.DeviceClient

模拟设备往Azure IoT Hub发消息时，用到了设备的Key（唯一标识）和IoT Hub HostName, 上篇博文中提到的主机名：Azure IoT 技术研究系列2-设备注册到Azure IoT Hub

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

添加一个循环向Azure IoT Hub发送消息的方法：SendDeviceToCloudMessagesAsync，1s 一条消息

         /// <summary>
         /// 循环向Azure IoT Hub发送消息
         /// </summary>
         private static async void SendDeviceToCloudMessagesAsync()
         {
             double avgWindSpeed = ; // m/s
             Random rand = new Random();

             while (true)
             {
                 //发送遥测数据
                 double currentWindSpeed = avgWindSpeed + rand.NextDouble() *  - ;
                 var telemetryDataPoint = new
                 {
                     deviceId = "TeldPile001",
                     windSpeed = currentWindSpeed
                 };
                 var messageString = JsonConvert.SerializeObject(telemetryDataPoint);
                 var message = new Message(Encoding.ASCII.GetBytes(messageString));

                 await deviceClient.SendEventAsync(message);
                 Console.WriteLine("{0} > Sending message: {1}", DateTime.Now, messageString);

                 //1s 一条
                 await Task.Delay();
             }
         }

然后，在Main函数中启动模拟设备发送消息：

         static void Main(string[] args)
         {
             Console.WriteLine("模拟设备通信...\n");
             deviceClient = DeviceClient.Create(iotHubUri, new DeviceAuthenticationWithRegistrySymmetricKey("TeldPile001", deviceKey), TransportType.Mqtt);

             SendDeviceToCloudMessagesAsync();
             Console.ReadLine();
         }

3. 启动运行测试

在解决方案上设置双启动项目：Device和IoTServer

F5 Run：

可以发现，设备侧消息发送、Azure IoT Hub接收是同步的

我们查看Azure Portal中的统计：

总结： 通过这两篇博文，我们研究验证了Azure IoT Hub 注册设备、设备和云之间的通信，感觉整个Azure 的 IoT Hub还是非常好用、易用，比较容易理解和操作，基于PaaS层的IoT Hub，可以做很多有价值的设计和方案。

周国庆

2017/4/18