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(1).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.
");
            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 = 10; // m/s
            Random rand = new Random();

            while (true)
            {
                //发送遥测数据
                double currentWindSpeed = avgWindSpeed + rand.NextDouble() * 4 - 2;
                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(1000);
            }
        }

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...
");
            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