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Azure Digital Twin入门 - 使用Azure Function作为数据输入Input

分类:  Azure物联网 ◆ 标签:  #Azure # #Digitial Twin ◆ 发布于: 2023-06-15 20:35:19

我们之前的文章已经学习了Azure Digital Twin的基本概念和基本操作方法，我们本节使用Azure Function作为媒介将Azure Digital Twin和实际的IoT Hub设备相关联起来。

我们先说一下基本的理论：如果我们需要将某个设备的遥测数据和Azure Digital Twin中的Digital Twin连接起来，首先要做的是在定义数字模型的时候，对这个模型中的数据要定义类型为Telemetry的数据，例如：

如下是定义的是属性和遥测：PHValue是遥测类型，查看器定义"@type":"Telemetry", 但是PHValueSensorName是属性：

{
  "@context": "dtmi:dtdl:context;2",
  "@id": "dtmi:com:example:PHValueSensor;1",
  "@type": "Interface",
  "displayName": "PHValueSensor",
  "contents": [
    {
      "@type": "Telemetry",
      "name": "PHValue",
      "schema": "double"
    },

    {
      "@type": "Property",
      "name": "PHValueSensorName",
      "schema": "string"
    },

    {
      "@type": "Property",
      "name": "PHValueSensorCode",
      "schema": "string"
    }
  ]
}

属性和遥测最重要的区别在于：

属性的值是长期被保存在Azure Digital Twin的实例存储里，但是遥测数据只具有较短的生成周期，而且在Azure Digital Twin里也没有遥测数据的历史数据，遥测数据如果需要进一步处理，我们需要将它分流出去给它的服务做进一步的处理。

如果我们需要将实体资产或者设备上的遥测数据和Digital Twin连接起来，我们还需要另外一个辅助服务：Azure Function, 我们使用Azure Function作为其他Azure输入服务和Digital Twin之间的媒介。

我们这个实例中计划是使用Azure IoT Hub中的设备遥测数据，该设备代表实际生产中的实体设备，将这个设备和它存在Azure Digital Twin中的Digital Twin对应起来。建议我们给在IoT Hub中的设备和Digital Twin赋予同样的Id, 例如设备的Id是PHValueSensor-1, 那么Digital Twin的Id也为PhValueSensor-1。

配置Azure IoT Hub和Azure funciton

我们需要先进行必要的配置，主要分为如下四个步骤：

  • 创建Azure function, 并启用function的System Managed Identity
  • 在Azure Digital Twins实例上赋予Azure function的System Managed Identity角色Azure Digital Twins Data Owner
  • 编写Azure Function代码，并发布到Azure。
  • 配置Azure IoT Hub设备数据遥测事件路由到Azure function Endpoint上。
  • 向Azure IoT Hub中添加设备，主要保持设备id和Azure Digital Twins的Digital Twins的ID一致，这不是必须的，但是可以减少您的代码量。

创建Azure Function并启用System managed Identity

Azure Function作为一个Azure IoT Hub和Azure Digital Twins中间的媒介，我们需要在创建Azure Functioni之后启用System Managed Identity, 如下图：

注意
是为Azure Function启动System Managed Identity


按照步骤操作就可以了，需要注意的是启动用System Managed Identity之后的名字和Azure function的名字是一样的。

在Azure Digital Twins上赋予Azure function角色权限

需要注意的是我们需要的是Azure Digital Twins Data Owner, 如下图：



这样就可以直接从Azure function上通过DefaultAzureCredential直接通过Azure Digital Twins的Host Url来访问实例。

编写Azure function的代码

使用Visual Studio来创建一个Azure Function的项目，然后添加一个Function，使用如下的代码：

using Azure;
using Azure.Core.Pipeline;
using Azure.DigitalTwins.Core;
using Azure.Identity;
using Azure.Messaging.EventGrid;
using Microsoft.Azure.WebJobs;
using Microsoft.Azure.WebJobs.Extensions.EventGrid;
using Microsoft.Extensions.Logging;
using Newtonsoft.Json;
using Newtonsoft.Json.Linq;
using System;
using System.Net.Http;

namespace SampleFunctionsApp
{
    public class ProcessHubToDTEvents
    {
        private static readonly HttpClient httpClient = new HttpClient();
        //定义Azure Digital Twin的实例Host Url
        private static string adtServiceUrl = Environment.GetEnvironmentVariable("ADT_SERVICE_URL");

        //Function的名字，并使用`EventGrid`的`Trigger`。
        [FunctionName("ProcessHubToDTEvents")]
        public async void Run([EventGridTrigger]EventGridEvent eventGridEvent, ILogger log)
        {


            //我们之前已经启用了System Managed Identity, 并从`Azure Digital Twin`上赋予了该Identity权限
            //因此代码里中直接使用默认的认证方式。
            var credentials = new DefaultAzureCredential();
            DigitalTwinsClient client = new DigitalTwinsClient(
                new Uri(adtServiceUrl), credentials, new DigitalTwinsClientOptions
                { Transport = new HttpClientTransport(httpClient) });
            log.LogInformation($"ADT service client connection created.");

            if (eventGridEvent != null && eventGridEvent.Data != null)
            {
                log.LogInformation(eventGridEvent.Data.ToString());

                //从遥测数据中读取设备id和PHP值
                JObject deviceMessage = (JObject)JsonConvert.DeserializeObject(eventGridEvent.Data.ToString());
                string deviceId = (string)deviceMessage["systemProperties"]["iothub-connection-device-id"];
                var PHValue = deviceMessage["body"]["PHValue"];

                log.LogInformation($"Device:{deviceId} PHValue is:{PHValue}");

                //更新设备的PH值
                var updateTwinData = new JsonPatchDocument();
                updateTwinData.AppendReplace("/PHValue", PHValue.Value<double>());
                await client.UpdateDigitalTwinAsync(deviceId, updateTwinData);
            }
        }
    }
}

编译并部署该Azure Function到Azure Function之后，打开Azure funciton的配置页，添加配置变量ADT_SERVICE_URL, 值为Azure Digital Twins的Host Url。别忘记了协议是https。

配置Azure IoT Hub设备遥测事件到Azure function

需要注意，在这之前必须先发布Azure funciton, 然后使用如下图来配置：


点击+ Event Subscription之后：


依次完成从1-5之后，选择function:


一定需要注意的是要选择对你定义的function名字。

按照这个步骤配置成功。

现在只剩下最后一步，您可以添加设备，并向设备发送遥测数据，即可以观察到详细的数据了，如果您想自己动手实验一遍，您可以参考官方的文档：
https://docs.microsoft.com/en-us/azure/digital-twins/tutorial-end-to-end