Разработка границ IIoT - Использование WebSockets

Примечание редактора. Промышленный Интернет вещей (IIoT) обещает обеспечить глубокое понимание промышленных операций и повысить эффективность подключенных машин и систем. Крупномасштабные приложения IIoT полагаются на многоуровневую архитектуру для сбора данных с широкого диапазона датчиков, надежного и безопасного перемещения данных в облако и выполнения анализа, необходимого для обеспечения такого понимания и эффективности. В статье «Разработка промышленных Интернет-приложений» авторы подробно исследуют архитектуру IIoT и обсуждают подходы для удовлетворения широких требований, связанных с этими системами.

По материалам Industrial Internet Application Development, авторы:Алена Траукина, Джаянт Томас, Прашант Тяги, Кишор Реддипалли.

---

Глава 3. Разработка IIoT Edge (продолжение)
Авторы:Алена Траукина, Джаянт Томас, Прашант Тяги, Кишор Реддипалли

Протоколы уровня приложения - WebSocket

В этом разделе мы попытаемся создать простое приложение IoT для отправки данных с модуля светового датчика XD-80 на приемное устройство, используя концентратор Raspberry Pi и протокол WebSocket:

Передача данных от датчика XD-80 к приемному устройству

WebSocket наиболее широко используется в том случае, если необходимо обеспечить быструю передачу данных в реальном времени. Протокол обеспечивает двустороннее взаимодействие между клиентом и сервером, а также потоковую передачу нескольких сообщений с использованием одного и того же TCP-соединения, что снижает накладные расходы на связь.

В следующей таблице вы можете найти более подробное описание протокола, чтобы понять, подходит ли он для ваших нужд:

Ключ Значение Открытый исходный кодДаСлой OSIПриложениеТипы данныхСтрокаОграниченияНе подходит для больших объемов двоичных данныхВозможные операцииОтправка / получение данныхЗадержкаОчень низкаяИспользованиеСвязь в реальном времениБезопасностьДаСжатиеДа

Таблица 3:Характеристики протокола WebSocket

Для сборки приложения нам понадобится следующее.

Требуемое программное обеспечение:

• Node.js 6+ ( https:/ /nodejs.org/en/download/ )
• RPIO ( https://www.npmjs.com/package/rpio )
• WebSocket ( https://www.npmjs.com/package/ws )
• Docker ( https://docs.docker.com/engine/installation/ )

Требуемое оборудование:

• Raspberry Pi 3 (модель B)
• Адаптер питания (2 А / 5 В)
• Карта microSD (более 8 ГБ) и SD-адаптер.
• Модуль светового датчика XD-80.
• Макетная плата и комплект кабелей dupont.
• Кабель Ethernet для проводного сетевого подключения.

Сборка устройства

Перед созданием приложения вам необходимо подключить датчик XD-80 к Raspberry Pi через макетную плату.

Подготовка SD-карты

Чтобы подготовить SD-карту, выполните последовательность действий, как описано:

1. Загрузите последний образ Raspbian LITE (доступен по адресу https://raspberrypi.org/downloads/raspbian/ ).
2. Подключите SD-карту к компьютеру и используйте Etcher ( https:// io / ) для прошивки Raspbian . img файл на SD-карту.
3. Включите SSH с помощью следующей команды:

cd / Volumes / boot
нажмите ssh

4. Чтобы включить Wi-Fi, создайте conf со следующим содержанием:

network ={
ssid =”YOUR_SSID”
psk =”YOUR_WIFI_PASSWORD”
}

Чтобы создать файл в консоли Linux, вы можете использовать редактор GNU nano. Он предустановлен в большинстве дистрибутивов Linux. Все, что вам нужно, это запустить nano FILE_NAME команду и следуйте отображаемым инструкциям.

5. Создайте / home / pi / sensor
6. Создайте / home / pi / sensor / package.json файл со следующим содержанием:

{
«name»:«sensor»,
«version»:«1.0.0»,
«description»:«»,
«main»:«index.js»,
«scripts»:{
«start»:«node index.js»,
«test»:«echo« Ошибка:тест не указан »&&exit 1 ″
},
« автор »:« »,
« лицензия »:« ISC »,
« зависимости »:{« rpio »:«^ 0.9.16»,
«ws»:«^ 2.3.1»
}
}

7. Создайте / home / pi / sensor / index.js файл со следующим содержимым, заменив REMOTE-SERVER-ADDRESS.com с реальной стоимостью:

var WebSocket =require ('ws');
var rpio =require ('rpio');

var ws;
var Receiver ='ws://REMOTE-SERVER-ADDRESS.com:8080';
rpio.open (11, rpio.INPUT);

var installConnection =function () {
ws =new WebSocket (получатель);
ws.on ('close', installConnection);
ws.on ('error', installConnection);
};
InstallConnection ();

var sendStatus =function () {
var status =rpio.read (11) ===0;
console.log ('light status:'+ status);
var data =JSON.stringify ({
device:' raspberry ',
timestamp:Date.now (),
light:status
});

попробуйте {ws.send (data); }
catch (e) {console.log ('не удалось отправить данные' + получателю);}

setTimeout (sendStatus, 1000);
};
SendStatus ();

8. Создайте / home / pi / sensor / Dockerfile файл со следующим содержанием:

ОТ hypriot / rpi-node:boron-onbuild