手摸手带你完成智慧路灯构建及避坑【华为云至简致远】

龙哥手记 发表于 2022/05/27 20:43:02 2022/05/27
【摘要】 彦祖你好,我是程序员龙哥,物联网如今发展如火如荼,并且不管是政策还是市场都很鼓励,所以咱们依托云平台集成特有优势来手把手完成智慧路灯构建,其中我也把踩过坑告诉你不要再踩,干货很多其中插入涉及到应该掌握的小知识,还不忘老爷们点个赞再走吧?
本文的主要内容有:
  • 一 先完成准备任务
  • 二 然后构建并归档软件包
  • 三 实现消息通知服务(SMN)
  • 四 云服务器部署初步上线
  • 五 设备接入及模拟器连接

一 🕹️ 先完成准备任务

前面登录,账号密码哪些略过,直接下载要用到资源先,回到桌面双击“Xfce终端”打开Terminal,输入以下命令下载保存“HubSimulator.jar”到自己的云桌面上面
cd Desktop/
wget https://sandbox-experiment-resource-north-4.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/internet-wisdom-lamp/HubSimulator.jar

然后输以下命令保存“SmartStreetLight.zip”压缩包

wget https://sandbox-experiment-resource-north-4.obs.cn-north-4.myhuaweicloud.com/internet-wisdom-lamp/SmartStreetLight.zip

1.1新建项目

然后选择“服务列表”->“开发与运维”->“项目管理”,进入软件开发云,如下图这样

敲黑板啊:不过先知道什软件开发平台是啥?

它是集华为近30年研发实践、前沿研发理念、先进研发工具为一体的一站式云端DevOps平台面向开发者提供的云服务,即开即用,随时随地在云端进行项目管理、代码托管、流水线、代码检查、编译构建、部署、测试、发布等,从而给开发者快速而又轻松地开启云端开发之旅。

点击“立即使用”按钮,跳转到DevCloud操作界面,它是企业级软件协作一体化DevOps平台,如下图这样

DevCloud操作界面如下图:

点击上图红圈标注“新建项目”按钮,开始创建项目,如下图所示:

点击标注的“Scrum”区域,创建“Scrum”类型项目,参数如下:
项目设置模板:Scrum
项目名称:QuickStart

参数填写完毕,点击确定按钮即可完成项目创建。

1.2创建代码仓库

1.2.1新建仓库

选择导航栏“代码 > 代码托管”,进入管理页面,展开右上角“普通新建”下拉菜单,点击“按模板新建”

1.2.2选择模板
在搜索框中输入“IoT_Streetlight_New_Demo”,如下图所示选择“华北-北京四”,选中该模板,单击“下一步”。

1.2.3然后填仓库基本信息
基本信息参数如下:
①代码仓库名称:自定义,如:IoT_Streetlight_New_Demo ②选择gitignore:Java 其他选项保持默认
单击“确定”,完成仓库创建。

创建成功后,可单击仓库名称进入仓库,查看仓库文件

二 ⛳ 然后构建并归档软件包

2.1新建编译构建任务

点击导航栏“构建&发布 > 编译构建”,进入管理页面,点击“新建任务”,参数如下
①源码源:CodeHub;
②源码仓库:默认选择1.2步创建的代码仓库;
③分支:master;
点击“下一步”进入“选择构建模板”

2.2选择构建模板


本项目是一个Java Maven项目,所以搜索选择“Maven”模板, 单击“确定”,进入“构建步骤”页面

2.3然后构建步骤

使用系统模板中提供的两个默认步骤、以及每个步骤中的默认配置,即可完成本例的构建。点击“新建并执行”即可完成步骤的配置并启动构建任务,如下图所示

敲黑板:构建需要2-3分钟,请耐心等待...............

当出现上面图片表示的页面时,表示构建任务执行成功。若执行失败,就查看日志信息排查问题,或通过编译构建-常见问题查找解决方法。

2.4验证构建任务执行结果

点击导航栏“发布”,进入“软件发布库”页面,点击进入“IoT_Streetlight...”下的“202…”日期命名的文件夹,即可看到生成的软件包“huawei-0.0.1-SNAPSHOT.jar”

2.5创建主题并订阅 SMN

在华为云控制台,展开左侧目录,选择【服务列表】->【管理与监管】 -> 【消息通知服务SMN】,或在服务列表搜索框中搜索“SMN”。

什么是消息通知服务?

注意:若提示无权限,请确认左上角区域是否在“华北-北京四”即可

在左侧导航栏,选择“主题管理 > 主题”,单击“创建主题”,输入“主题名称”(自定义,例如:StreetLight)后单击“确定”完成主题创建

三 🎨 实现消息通知服务(SMN)

主题创建成功后,系统会自动生成主题URN,主题URN是主题的唯一资源标识,不可修改,后续步骤将会用到该URN

点击主题“StreetLight”右侧操作“添加订阅”,可采用短信或者邮件任意一种协议完成订阅。
“短信协议”参数如下:
①协议:短信
②订阅终端:用户手机号码(需填写您的手机号完成此步)
单击“确定”后,请查看手机接收短信,点击短信中的链接进行订阅确认

“邮件协议”参数如下:
①协议:邮件
②订阅终端:用户邮箱地址(需填写您的邮箱完成此步)
单击“确定”后,请查收邮件,点击邮件中的链接进行订阅确认

四 🤩 云服务器部署初步上线

4.1网络配置

点击“前往控制台创建”,就能跳转到虚拟私有云控制台页面

在虚拟私有云控制台,点击“创建虚拟私有云”,区域选择“华北-北京四”,名称自定义(如:vpc-iot),默认子网名称自定义(如:subnet-iot),其他参数均可默认,点击“立即创建”完成后,即可返回网络配置页面;

返回网络配置页面,刷新后,选择刚创建的虚拟私有云VPC(如:vpc-iot)和子网(如:subnet-iot),自动分配IP地址,如下图所示

②扩展网卡:默认配置
③安全组:默认配置
④弹性公网IP:现在购买
⑤线路:默认配置
⑥公网带宽:按带宽计费
⑦带宽大小:1Mbit/s

4.2 高级配置

完成网络配置后单击“下一步:高级配置”,参数如下:
①云服务器名称:自定义,如:ecs-iot
②登录凭证:密码
③密码/确认密码:自定义,如:SM1$b9Zs1#
⑥其他参数:默认配置

完成高级配置后点击“下一步:确认配置”,阅读并勾选同意协议,单击“立即购买”后,点击返回云服务器列表。当状态为“运行中”表示已创建完成;

4.3 主机授信配置

创建的弹性云服务器ECS的“弹性公网IP”信息将在后续步骤4.1添加授信主机的配置中用到;

4.4 添加安全组入方向规则


点击新创建的弹性云服务器ECS的名称进入详情页,选择“安全组”页签,点击Sys-WebServer安全组右侧的【配置规则】进入规则配置页面。

在新打开的安全组控制界面,选择“入方向规则”,单击“添加规则”,如下图所示:
① 优先级:1
② 策略:允许
③ 协议端口:8080;
④ IP地址设为0.0.0.0/0。
点击“确定”。

敲黑板:SSH协议端口(22)的入方向TCP协议默认开放,无需修改。将智慧路灯应用端口(8080)的入方向放开限制,用于后续访问智慧路灯应用。出方向规则默认不做限制,无需修改;

4.5 配置系统防火墙规则


返回实验桌面双击“Xfce终端”打开Terminal,输入以下命令,并按照操作说明执行,登录云服务器:
操作说明:
①使用弹性云服务器ECS的弹性公网IP替换命令中的[EIP]
说明:云服务器的弹性公网IP地址可以通过点击“控制台”->“服务列表”->“计算”->“弹性云服务器ECS”进入服务器列表,进行查看并复制

ssh root@EIP

②接受秘钥输入“yes”,回车;
③输入密码:SM1$b9Zs1#(输入密码时,命令行窗口不会显示密码,输完之后直接键入回车)。成功登录云服务器之后如下图所示

④执行sudo ufw enable开启ufw服务,输入“y”确认。

sudo ufw enable

⑤执行sudo ufw allow 22/tcp启用22端口。

sudo ufw allow 22/tcp

⑥执行sudo ufw allow 8080/tcp启用8080端口。

sudo ufw allow 8080/tcp


4.6 部署智慧路灯应用

添加授信主机

“智慧路灯”是一个Web项目,需要部署到服务器上才可以运行,本例采用部署服务器是华为云弹性云服务器
DevCloud在使用弹性云服务器之前需要先对其授信
回到软件开发平台DevCloud,这个开头我介绍过 若不知道到开头熟悉先,点击已创建的项目,如QuickStart,如下图所示

单击导航栏“更多 > 设置 > 通用设置”,选择左侧栏“主机组管理”,然后点击“新建主机组”,参数如下:
①主机组名:自定义,如:iot
②操作系统:Linux
点击“保存”完成主机组的创建,并进入该主机组。

在创建的主机组内,点击“添加主机”,参数如下:
①主机名:自定义,可与创建的ECS名称保持一致,如:ecs-iot
②IP:创建弹性云服务器ECS的弹性公网IP(见步骤3.2)
③认证方式:密码
④用户名:root
⑤密码:填创建弹性云服务器ECS的用户密码;如:SM1$b9Zs1#
⑥ssh端口:22
勾选阅读并同意声明,点击“添加”完成主机的添加。当主机连通性验证显示“验证成功”时,说明主机成功添加

新建部署任务

点击导航栏“构建&发布 > 部署”进入,然后点击“新建任务”,输入任务名称(可使用默认值),单击“下一步”进入“选择部署模板”。

选择模板“SpringBoot应用部署”,单击“下一步”,进入“部署步骤”页面

4.3配置部署步骤并执行

SpringBoot应用部署模板默认包含以下步骤:安装JDK、停止SpringBoot服务、选择部署来源、启动SpringBoot服务、URL健康测试
4.3.1删除“停止SpringBoot服务”和“URL健康测试”;
4.3.2选中“安装JDK”,主机组:选择添加授信主机是创建的主机组(如:iot),弹框提示点击“确定”,jdk版本:openjdk-1.8.0;

敲黑板啊:部署失败怎么办?

答案:请根据实验步骤逐步检查: 1、主机是否添加成功并完成了连通性验证 2、所有步骤的参数是否配置正确,手动输入的参数是否多了个空格,少了个符号等等。 3、不用的步骤和参数是否都已删除。

选中“选择部署来源”,参数如下:
①选择源类型:软件包;
②选择软件包:点击右侧“…”,选择构建包,路径如下图所示;

③下载到主机的部署目录:按需填写,如/usr/local

选中“启动SpringBoot服务”,参数如下:
①服务操作类型:保持默认值
②服务对应的绝对路径:由“下载到主机的部署目录”和软件包包名组成,如/usr/local/huawei-0.0.1-SNAPSHOT.jar
③组件监控:去掉勾选

切换到“参数设置”页签,逐一删除全部参数

点击“保存并执行”,完成部署任务的配置,并执行部署任务;
页面显示“部署成功”,表示任务执行完毕。若任务执行失败,可通过页面中的原因提示及链接来排查解决;

五 🍉 设备接入及模拟器连接

5.1创建产品

在华为云控制台,展开左侧导航,选择“服务列表”-> “物联网”->“设备接入IoTDA”,如下图所示

敲黑板啊:设备接入服务是什么?

它是华为云的物联网平台,提供海量设备连接上云、设备和云端双向消息通信、批量设备管理、远程控制和监控、OTA升级、设备联动规则等能力,并可将设备数据灵活流转到华为云其他服务。物联网平台中,某一类具有相同能力或特征的设备的合集被称为一款产品。您可为产品定义产品模型,产品模型用于描述设备具备的能力和特性。定义产品模型,即在物联网平台构建一款设备的抽象模型,使平台理解该款设备支持的服务、属性、命令等信息;

在左侧栏中选择“产品”,点击“创建产品”,参数如下

①所属资源空间:Default_APP_Sandbox_user_iot
②产品名称:自定义,如:StreetLight
③协议类型:MQTT
④数据格式:JSON
⑤厂商名称:自定义,如:Huawei_IoT
⑥设备类型:自定义,如:StreetLight
填写完成,点击“立即创建”,产品创建成功,请记录“产品ID”信息,并查看“详情”

5.2 上传模型文件

点击创建的产品进入详情,然后点击“上传模型文件”,选择SmartStreetLight.zip文件,点击“确认”完成上传


5.3 访问智慧路灯Web界面


新建浏览器标签页,输入http://EIP:8080/index.html(使用步骤3.2中弹性云服务器的弹性公网IP替换地址中的“EIP”),访问智慧路灯Web页面。
6.2参数设置
在弹出的“参数设置”窗口,参数填写如下:
①数据来源:参数设置页面下拉框选择“订阅推送”;
②本机IP:“控制台”->“服务列表”->“计算”->“弹性云服务器ECS”进入服务器列表,进行查看并复制弹性公网IP;

敲黑板啊:为什么要配置这些参数?

智慧路灯应用通过API方式和华为云对接,注册设备、获取设备数据和下发命令,这些参数在调用API时才用;

③主题URN:“控制台”->“服务列表”->“管理与监管”->“消息通知服务SMN”进入主题列表,进行查看并复制主题URN

④APPID:“控制台”->“服务列表”-> “物联网”->“设备接入IoTDA”,在左侧导航栏选择“资源空间”,复制获取产品所需的“APPID”

⑤账号名:系统为您分配的华为云实验账号名
⑥IAM用户名:系统为您分配的华为云实验用户名
⑦IAM用户密码:系统为您分配的华为云实验密码

⑧项目ID:控制台在右上角用户名下拉框中选择“我的凭证->API凭证”页面复制获取所属区域为“华北-北京四”的项目ID。

⑨产品ID:“控制台”->“服务列表”-> “物联网”->“设备接入IoTDA”,在左侧导航栏选择“产品”,复制获取产品所需的“产品ID”。

填写完成后点击“确定”,弹窗提示如下,表示参数设置成功

5.4 注册设备

输入设备标识(自定义,如123456789f),点击“注册设备”

敲黑板啊:弹窗提示如下,表示注册设备成功。请记录“设备Id”和“密钥”信息,用于后续验证,请记录设备id以及密钥,便于后期使用!

设备注册成功后是“未激活”状态,请选择“服务列表”-> “物联网”->“设备接入服务”,在左侧栏选择“设备 > 所有设备”,点击设备标识码进入,查看设备Id,或修改密钥。

结果验证(设备属性上报/订阅/设备命令下发);

5.5 模拟器与平台建立连接

7.1.1打开MQTT设备模拟器
在实验桌面双击“Xfce终端”打开Terminal,执行以下命令打开设备接入模拟器(HubSimulator.jar),然后切换到MQTT设备模拟器页签

敲黑板啊:HubSimulator.jar是什么工具?

HubSimulator.jar是设备接入服务提供的多功能模拟器,本实验中我们用它来模拟MQTT设备接入;连接失败怎办呢,请检查服务IP(域名),设备ID和设备秘钥的填写是否都正确,有无多余的空格基本就可以解决了哈;

cd Desktop/
/usr/local/share/jre1.8.0_181/bin/java -jar HubSimulator.jar

5.6 建立连接

在MQTT设备模拟器页签下,填写参数如下:
①服务IP:进入“服务列表”-> “物联网”->“设备接入IoTDA”,在左侧栏选择“总览”,点击“平台接入地址”

复制使用MQTT/MQTTS接入信息的域名。

②设备ID:配置智慧路灯应用,注册设备成功后返回的设备Id
③设备密钥:配置智慧路灯应用,注册设备成功后返回的密钥
配置好以上参数后,点击“建立连接”按钮。

建立连接成功后,右侧日志显示MQTT服务连接成功,如下图所示:

若无法建立连接,请打开“命令提示符”窗口,输入“ping 服务IP”查看您的主机是否能和华为云物联网平台正常通信,若无法正常通信,请更换主机的网络环境

5.7 查看设备状态

回到物联网所有设备列表( “服务列表”-> “物联网”->“设备”→“所有设备”),设备状态变更为“在线”,如下图所示

5.8 模拟器设备属性上报

7.2.1模拟器发送消息,上报设备属性
①在模拟器窗口中的Topic栏中输入以下代码:$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report,其中的{device_id}需要替换成实际设备ID

敲黑板啊:应用界面不显示上报的数据怎么办?

首先检查上报数据的Topic填写是否正确,然后检查上报数据是否符合JSON格式。如果以上两点都检查没问题,再检查之前参数设置的是否都正确

$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report

②消息内容:
其中,光感强度可自定义,灯状态建议为OFF。
在模拟器窗口中的消息编辑栏中输入以下代码:

{"services":[{"service_id":"Sensor","properties":{"luminance":"200","light_state":"OFF"}}]}

发送消息成功后,右侧日志显示信息推送成功(图片仅为示意,请以你上报实际数据为准哈)


5.9 查看应用界面变化

返回智慧路灯Web界面,此时显示“环境亮度”为200LUX,“灯状态”为关。

敲黑板啦模拟器与Web页面之间会有短暂延迟,不用刷新页面,几秒钟后可发现页面会随之变化!

5.10 模拟器订阅Topic

切换到“订阅Topic”页签,并在Topic栏中输入以下代码:
$oc/devices/{device_id}/sys/commands/#,其中的{device_id}需要替换成实际设备ID。
输入完毕后,点击“订阅”按钮可完成订阅。

$oc/devices/{device_id}/sys/commands/#

订阅成功后,右侧日志显示订阅Topic成功

5.11 平台下发设备命令/模拟器响应

7.4.1终端联控模式配置
返回智慧路灯Web界面,“路灯控制”选择“终端联控模式”,开关选择“开”,单击“设置”,然后点击”确认”。
①若当前灯状态为“关”,开关选择为“开”,服务后台会实时下发一条开灯命令,弹窗提示会有5-10秒左右延迟,请耐心等待。
②若当前灯状态为“关”,开关选择为“关”,不会触发命令下发,直接弹窗提示设置成功;
即“灯状态”与“开关选择”一致时,不会触发命令下发;“灯状态”与“开关选择”不一致时,会触发实时命令下发;

收不到命令怎么办?

5.12 命令接收

因为当前“灯状态”为关,“开关选择”为开,查看模拟器日志区域,会收到一条开灯命令。(payload的值经过base64加密,解密后即可得到命令内容)

5.13 模拟器发送消息,上报变更后的设备属性

①Topic:$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report,其中的{device_id}需要替换成实际设备ID。

$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report

②消息内容:
其中,光感强度可自定义,灯状态建议为ON。

{"services":[{"service_id":"Sensor","properties":{"luminance":"110","light_state":"ON"}}]}

5.14 查看应用界面变化

如下图所示,应该显示“环境亮度”为110LUX,“灯状态”为开。

5.15 短信/邮件通知

在模拟器上单击“断开连接”后,重复7.4.1,“路灯控制”选择“终端联控模式”,开关选择“关”,单击“设置”。
因为灯状态为“开”,开关选择为“关”,服务后台会实时下发一条关灯命令;而设备处于离线状态,导致命令下发失败
此时,系统会发送短信/邮件通知告知订阅用户命令下发失败;通知内容为命令下发失败的错误信息
通知示例:【华为云】错误信息:{"error_code":"IOTDA.014016","error_msg":"Operation not allowed. The device is not online."}
设备变更为“离线”状态,请登录华为云控制台,选择“物联网 > 设备接入服务”,在左侧导航栏,选择“设备 > 所有设备”,根据设备标识码查看设备状态

5.16(可选)自动调光模式

自动调光模式参数配置

在模拟器上单击“建立连接”,将设备重新上线。返回智慧路灯Web界面,“路灯控制”选择“自动调光模式”,设置亮度阈值为100

5.17 模拟器接收反应

因为当前“环境亮度”为110LUX,“灯状态”为开,查看模拟器日志区域,应该会收到关灯命令。
①若当前“环境亮度”大于“亮度阈值”,且“灯状态”为“开”,服务后台会实时下发一条关灯命令,弹窗提示会有5-10秒左右延迟,请耐心等待。
②若当前“环境亮度”小于“亮度阈值”,且“灯状态”为“开”,不会触发命令下发,直接弹窗提示设置成功
即“环境亮度”小于“亮度阈值”,且“灯状态”为“开”或“环境亮度”大于“亮度阈值”,且“灯状态”为“关”时,不会触发命令下发;反之,则会触发实时命令下发

模拟器发送消息,上报变更后的设备属性。
①Topic:$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report,其中的{device_id}需要替换成实际设备ID

$oc/devices/{device_id}/sys/properties/report

②消息内容:
其中,光感强度<100,灯状态为OFF

{"services":[{"service_id":"Sensor","properties":{"luminance":"80","light_state":"OFF"}}]}

5.18 查看Web界面

返回智慧路灯Web界面,单击“设置”,查看模拟器日志区域,会收到一条开灯命令

5.19(可选)分段定时模式

分段定时模式参数配置
返回智慧路灯Web界面,“路灯控制”选择“分段定时模式”,设置关灯时间段为06:30-18:30。

敲黑板啦“关灯时间段”和“亮度曲线”横轴时间均为弹性云服务器系统时间,即为GMT+0:00时区

结果判定,因为当前“灯状态”为关,需根据弹性云服务器系统时间(参考“亮度曲线”横轴时间)判断结果;
①若系统时间位于“关灯时间段”之外,且“灯状态”为“关”,服务后台会实时下发一条开灯命令,弹窗提示会有5-10秒左右延迟,请耐心等待

②若系统时间位于“关灯时间段”之内,且“灯状态”为“关”,不会触发命令下发,直接弹窗提示设置成功啦开心

5.20 (可选)如何正确删除应用服务

首先删弹性云服务器 ECS

在华为云控制台,选择“服务列表”-> “计算”-> “弹性云服务器 ECS”进入,勾选待删除ECS服务器,如ecs-iot,选择“更多 > 删除”,在弹窗中请勾选删除弹性公网IP和数据盘后,点击“是”完成删除

然后删设备接入服务 IoTDA

在华为云控制台,选择“服务列表”->“物联网”->“设备”→“所有设备”进入所有设备列表,根据设备标识码删除设备,如123456789f。然后在左侧栏选择“产品”,删除产品,如StreetLight

最后删桌面下载的资源包

桌面双击“Xfce终端”打开Terminal,输入以下命令下载删除“HubSimulator.jar”文件。

cd Desktop/
rm HubSimulator.jar

接下来删除“SmartStreetLight.zip”压缩包。命令如下:

rm SmartStreetLight.zip
  • 华为云至简致远】有奖征文火热进行中:https://bbs.huaweicloud.com/blogs/352809

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