Azure IoT 수영장

아두이노 우노

Arduino Uno R3는 Dallas Controls Library 및 OneWire Library를 사용하여 2개의 DS18B20 온도 센서에 연결됩니다. USB(5v)를 통해 Raspberry Pi로 전원이 공급되고 SDA 및 SLC 핀을 사용하여 I2C를 통해 Raspberry Pi에 온도 판독값 쌍을 보냅니다. 회로도는 Fritzing 다이어그램을 참조하십시오.

Two-DS18B20-I2C.ino 코드를 사용하여 Arduino를 실행합니다.

Azure

모든 Azure 구성 요소는 송신 트래픽과 관련된 비용을 최소화하기 위해 동일한 Azure 지역(미국 서부)에서 생성되었습니다.

Azure IoT 허브

이 프로젝트에서는 Azure IoT Hub 무료 버전을 사용했습니다. 각 500바이트에서 하루 8,000개의 메시지로 제한됩니다. IoTPoolRaspiBackgroundApp은 분당 1개 또는 1,440개/일, 각각 158바이트로 D2C 메시지를 보냅니다. 이것은 모든 C2D 메시지를 위한 충분한 여유 공간을 남깁니다.

먼저 Azure IoT Hub에 디바이스를 등록해야 합니다. 가장 쉬운 방법은 장치 탐색기를 사용하는 것입니다. 등록이 완료되면 Device Explorer를 사용하여 장치 연결 문자열을 얻을 수 있습니다.

Azure 스트리밍 분석

ASA(Azure Streaming Analytics) 작업은 다음과 같은 간단한 ASA 쿼리를 사용하여 IoT Hub 입력을 Azure SQL Database 출력에 연결합니다.

풀 이름, PoolWaterTempC, OutsideAirTempC, IsPoolPowerOn, SampleDateTimeINTO sqlFROM iothub 선택 

이 쿼리는 Azure SQL Database의 Pools라는 테이블에 각 D2C(Device to Cloud) JSON 메시지(분당 1개)를 씁니다.

이 쿼리에 대한 향후 개선 사항에는 경고 목적을 위한 일부 집계 기능이 포함될 수 있습니다(예:Average PoolWaterTempC> 35는 풀이 너무 뜨거워지고 있음을 나타냄).

Azure SQL 데이터베이스

비용을 최소화하고 데이터베이스의 성능 요구 사항을 최소화하기 위해 데이터베이스는 S0 표준(10 DTU)입니다.

모든 D2C 메시지를 저장하기 위해 단일 테이블이 있는 단일 데이터베이스가 생성되었습니다.

스키마:

CREATE TABLE [dbo].[풀]([Id] INT IDENTITY(1, 1) NOT NULL,[PoolName] NVARCHAR(MAX) NULL,[PoolWaterTempC] FLOAT(53) NOT NULL,[OutsideAirTempC ] FLOAT (53) NOT NULL,[IsPoolPowerOn] INT NOT NULL,[SampleDateTime] DATETIME NOT NULL,CONSTRAINT [PK_dbo.Pools] 기본 키 클러스터형([Id] ASC)), 

Azure API 앱

API는 ASP.NET Web API를 사용하여 구축된 RESTful API입니다.

API 클라이언트는 HTTP 헤더에 지정된 API 키를 사용하여 인증해야 합니다.

api-key :{귀하의 API 키} 

API 키는 IoTPoolAPI\Controllers\PoolControllers.cs에 정의되어 있습니다. . 모바일 앱과 웹 앱은 이 API 키를 사용하여 API와 통신해야 합니다.

REST API는 다음 메소드를 지원합니다.

API에 대한 향후 개선 사항에는 Azure API Management 뒤에 배치하고 Azure Active Directory와 같은 API에 다른 인증 옵션을 추가하는 것이 포함될 수 있습니다.

Azure 웹 앱

IoTPoolWebApp에는 API와 상호 작용하는 ASP.NET 웹 양식 응용 프로그램이 포함되어 있습니다.

웹 앱의 모바일 친화적 버전도 있습니다.

default.aspx.cs를 편집하고 다음을 변경합니다.

개인 정적 문자열 apiKey ="";...HttpRequestMessage requestMessage =...."http://.azurewebsites.net/api/pool/poweroff");...HttpRequestMessage requestMessage =...."http://<사용자 웹사이트>.azurewebsites.net/api/pool/poweron");...HttpRequestMessage requestMessage =...."http://<사용자 웹사이트>.azurewebsites.net/api /pool/getlatest"); 

웹앱은 인증을 위해 AAD(Azure Active Directory)와 통합됩니다. 웹 앱을 사용하려면 모든 사용자가 AAD를 사용하여 인증해야 합니다.

먼저 AAD 테넌트(예:tenant_name.onmicrosoft.com)에 웹앱을 등록해야 합니다. Azure Portal 또는 Visual Studio를 통해 이 작업을 수행할 수 있습니다. 등록되면 Azure Portal에서 클라이언트 ID를 복사합니다.

그런 다음 web.config에서 를 수정하여 웹 앱에서 AAD 도메인을 변경합니다.

모바일 앱

모바일 앱은 Xamarin Forms를 사용하여 작성되었습니다. Windows Phone 및 Windows 10에서만 실행되도록 컴파일했지만 iOS 및 Android에서는 크로스 컴파일해야 합니다.

Core.cs를 편집하고 다음을 변경합니다.

문자열 queryString ="http://azurewebsites.net/api/pool/getlatest 

DataService.cs를 편집하고 다음을 변경합니다.

비공개 정적 문자열 apiKey =""; 

PoolPage.xaml.cs를 편집하고 다음을 변경합니다.

개인 정적 문자열 apiKey ="";...HttpRequestMessage requestMessage =...."http://.azurewebsites.net/api/pool/poweroff");...HttpRequestMessage requestMessage =...."http://.azurewebsites.net/api/pool/poweron"); 

파워 BI

Power BI(무료 버전)는 IoT Pool 데이터를 보여주는 실시간 대시보드를 만들고 게시하는 데 사용되었습니다.

이 프로세스에는 Power BI Desktop 다운로드, Azure SQL DB에 연결(DirectQuery 사용), 시각적 개체가 포함된 일부 보고서 생성, PowerBI.com에 .pbix 게시가 포함되었습니다. 그런 다음 보고서를 대시보드에 고정했습니다.

앞으로는 Power BI Embedded를 사용하여 대시보드를 웹 앱에 직접 포함할 수 있습니다.

지금은 Powerbi.com이나 무료 Power BI 모바일 앱을 통해 대시보드를 볼 수 있습니다.

참조

다음은 이 솔루션을 구축하는 데 사용한 리소스 목록입니다.

Dallas Controls Library의 Miles Burton과 Arduino / I2C / DS18B20 샘플 코드의 Mike Mackes와 이 프로젝트에 대한 전반적인 영감에 특별히 감사드립니다.

코드

D2C(Device to Cloud) 메시지용 JSON 메시지 페이로드 형식JSON

{ "PoolName":"IoTPool", "PoolWaterTempC":30, "OutsideAirTempC":27, "IsPoolPowerOn":false, "SampleDateTime":"2016-07-05T23:35:58.0882185Z }

SQL 데이터베이스 "풀" 테이블 스키마SQL

CREATE TABLE [dbo].[풀] ( [Id] INT IDENTITY (1, 1) NOT NULL, [PoolName] NVARCHAR (MAX) NULL, [PoolWaterTempC] FLOAT (53) NOT NULL, [OutsideAirTempC] FLOAT ( 53) NOT NULL, [IsPoolPowerOn] INT NOT NULL, [SampleDateTime] DATETIME NOT NULL, CONSTRAINT [PK_dbo.Pools] PRIMARY KEY CLUSTERED ([Id] ASC));

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