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向基于Linux的Azure IoT Edge设备部署现成的模块

分类:  Azure物联网 ◆ 标签:  #Azure #IoT Edge # ◆ 发布于: 2023-06-14 20:46:30

我们前面两篇文章介绍了Azure IoT Edge的基本概念，我们本章来快速的学习一下如何通过Azure Portal来向一个基于Linux的Azure IoT Edge设备部署一个现成的模块。

我们本章的目的是：

  • 使用Azure CLi创建一个用于测试的Azure IoT Hub
  • 使用Azure CLi在Azure IoT Hub上注册一个IoT Edge设备
  • 使用Azure Ubuntu 18.04的虚拟机安装Azure IoT Edge runtime, 并使得该虚拟机连接Azure IoT Hub。
  • 通过Azure Portal向创建好的Azure IoT Edge设备安装一个现成的模块。

关于如何安装和配置Azure Cli，以及安装Azure IoT扩展，请参考文章：https://www.azuredeveloper.cn/article/azure-iot-hub-tools， 我们这里不详细的表述了，请参考如下的命令。

设置Azure Cli

请使用如下的命令来设置Azure Cli:

az cloud list -o table # 显示cli支持的云环境
az cloud set --name AzureChinaCloud  # 切换到默认中国的Azure 云环境
az login  # 登录云环境
az account set --subscription [Your Subscrpiton id]  # 设置默认的订阅, 之后查询和创建的资源都在这个订阅里了。

设置好Azure CLi之后，安装必要的扩展：

az extension list-available --output table  # 列出目前支持的所有扩展
az extension list # 列出已安装的扩展
az extension remove --name azure-cli-iot-ext #移除老版本的IoT 扩展
az extension add --name azure-iot

使用Azure Cli来创建Azure IoT Hub

使用如下的命令来创建我们本次教程的Azure IoT Hub

az group create --name MyIoTGroupByCli --location chinaeast2  # 创建一个资源组
az iot hub create --resource-group MyIoTGroupByCli --name MyIoTHubByCli  # 创建一个IoT Hub的资源

创建一个IoT Edge设备

使用如下的命令来创建一个IoT Edge设备：

az iot hub device-identity create --edge-enabled --device-id simDevice --hub-name MyIoTHubByCli

注意在命令行中的参数--edge-enabled, 该参数表明该设备是一个IoT Edge设备，如果没有该参数只是一个普通设备，同时由于没有指定该设备的认证模式，默认是通过SAS key来认证的。

设备创建完成之后，我们需要取得该设备的Primary SAS Key, 以便用于IoT Edge设备配置，使用如下的命令显示连接字符串，并妥善保存：

az iot hub device-identity connection-string show --hub-name MyIoTHubByCli --device-id simDevice --resource-group MyIoTGroupByCli

创建一个基于Ubuntu 18.04的虚拟机

我们在这个教程里使用基于Ubuntu 18.04的虚拟机来安装Azure IoT Edge Runtime，使得该虚拟机成为一个边缘计算设备，我们使用如下的命令在同一个资源组里创建一个虚拟机：

az vm create --public-ip-sku Standard \ 
  --resource-group MyIoTGroupByCli \ 
  --name IoTEdgeOnMyUbuntu1804 \ 
  --image Canonical:UbuntuServer:18.04-LTS:18.04.202112020 \
  --admin-username azureuser \ 
  --admin-password <Your Password>

从返回的结果中拿到public ipaddress:

{
  "fqdns": "",
  "id": "/subscriptions/<your subscription>/resourceGroups/MyIoTGroupByCli/providers/Microsoft.Compute/virtualMachines/IoTEdgeOnMyUbuntu1804",
  "location": "chinaeast2",
  "macAddress": "00-17-FA-03-01-07",
  "powerState": "VM running",
  "privateIpAddress": "10.0.0.4",
  "publicIpAddress": "<your public ip address>",
  "resourceGroup": "MyIoTGroupByCli",
  "zones": ""
}

配置虚拟机为IoT Edge设备

使用上一步创建的虚拟机，用ssh等到虚拟机上：

ssh azureuser@<public ip address>

登录之后使用如下的命令安装Azure IoT Edge, 详细的关于如何安装和初步配置Azure IoT Edge, 您可以参考文章：https://www.azuredeveloper.cn/article/simple-introduce-azure-iot-edge, 这篇文章里有详细的讨论，我们这里只是罗列命令：

curl https://packages.microsoft.com/config/ubuntu/18.04/multiarch/packages-microsoft-prod.deb > ./packages-microsoft-prod.deb
sudo dpkg -i packages-microsoft-prod.deb
sudo apt update
sudo apt-get install moby-engine
sudo apt-get install aziot-edge

到这里就安装完成了，下一步我们需要配置并启动Azure IoT Edge runtime：

请找好我们上面的步骤得到的IoT Edge Device的连接字符串，详细您翻到本章前面如何取得设备的SAS连接字符串。

sudo iotedge config mp --connection-string '您的连接字符串'
sudo iotedge config apply -c '/etc/aziot/config.toml'
sudo iotedge system restart

至此可以查看是否启动了：

sudo iotedge system status
sudo iotedge list

这个时候应该只能看到一个模块在运行，我们下一步，来部署我们需要的自定义模块。

设置系统模块和部署自定义模块Simulated Temperature Sensor

我们这一节来引导大家如何设置系统模块和部署一个自定义的模块Simulated Temperature Sensor, 这是一个模拟温度控制器的模块。

设置系统模块

设备上的Azure IoT Edge runtime安装完成之后，我们需要重新设定一下模块edgeAgent和edgeHub, 这两个模块的设置，需要登录到Azure Portal, 找到Azure IoT Hub, 然后在左侧菜单里找到IoT Edge, 如下图：


然后在左侧的列表中找到您的Azure IoT Edge设备，选择该设备，点击进去，然后选择菜单Set Module, 如下图：


在出现的界面里选择Runtime Setting, 如下图：


在配置页面中更改edgeAgent和edgeHub的路径和版本如下：

如下图：


然后在配置页面选择Apply按钮之后，回到配置页面就完成了系统模块EdgeAgent和EdgeHub的配置了，关于详细的解释，您还可以参考文档：https://www.azuredeveloper.cn/article/simple-introduce-azure-iot-edge

部署自定义模块

我们这里要部署的自定义模块是Simulated Temperature Sensor, 一般情况下我们可以通过Azure IoT Edge Marketplace来搜索这个模块，但是很不幸的是Azure IoT Edge Marketplace经常抽风，有时候甚至干脆就不工作了，所以我们建议在部署自定义模块的时候，如果自己知晓模块的镜像地址，干脆就通过手动来部署就好了。我们可以通过github站点来详细的了解一个镜像的手动引入格式是什么，具体文档在这里：https://github.com/microsoft/containerregistry, 通过这里文档，我们可以得知该模块的镜像地址是：mcr.microsoft.com/azureiotedge-simulated-temperature-sensor:latest, 可以通过地址找到它的所有版本：https://mcr.microsoft.com/v2/azureiotedge-simulated-temperature-sensor/tags/list。

下面我们接上一步来继续部署自定义模块。

在上一步返回的界面里，选择下侧的+Add, 然后选择IoT Edge Module, 如下图：

在出现的界面上，按如下的设置：

我们前面讨论过一个模块可以在多个设备上部署，也可以在一个设备上部署多个，关键是我们需要给这个部署起一个独一无二的名字，例如我们这里给该模块部署起一个名字：SimulatedTemperatureSensor, 如下图：


然后选择Add返回。

返回之后，需要注意的是，不要直接选择Review + Create, 而是选择： Next + Routes, 如下图：


在出现的界面上，我们需要配置消息的路由，我们前面的文章讨论过，Azure IoT Edge主要是完成两类功能：

  • 管理模块
  • 消息通讯

我们使用edgeHub来完成消息通讯，而edge Hub使用来进行消息通讯有两种方式：

  • 和Azure IoT Hub一样，使用消息路由。
  • EdgeHub本身就实现了一个基于MQTT协议的消息代理服务器，模块和设备通过MQTT协议来基于edgeHub来完成消息通讯。

我们在这个界面上来设置消息路由来完成模块和其他组件的通讯：

  1. 我们给该路由取一个名字：SimulatedTemperatureSensorRoute
  2. 给该路由设置一个规则：FROM /messages/modules/SimulatedTemperatureSensor/* INTO $upstream

如下图：


然后选择下一步，Review + Create, 然后再下一步选择Create, 从而完成自定义模块的部署和系统模块的设置。

然后界面后，您可以会看到如下的错误：


你要么等部署完成，要么点击箭头所示的错误，进入界面， 然后在该界面上点击restart, 至此应该都完全Ok了。


在Azure 虚拟机上，您可以通过如下的命令来查看状态：

sudo iotedge list
sudo iotedge logs SimulatedTemperatureSensor -f

至此全部结束了，别忘了结束了之后删除全部的资源：

az group delete --name MyIoTGroupByCli