Tutorial: Enviar dados via gateway transparente

Artigo
9/12/2022

Aplica-se a: IoT Edge 1.1

Importante

A data de fim do suporte do IoT Edge 1.1 foi 13 de dezembro de 2022. Consulte o Ciclo de Vida de Produtos da Microsoft para obter informações sobre como é suportado este produto, serviço, tecnologia ou API. Para obter mais informações sobre como atualizar para a versão mais recente do IoT Edge, consulte Atualizar o IoT Edge.

Neste artigo, mais uma vez usamos a VM de desenvolvimento como um dispositivo simulado. No entanto, em vez de enviar dados diretamente para o Hub IoT, o dispositivo envia dados para o dispositivo IoT Edge configurado como um gateway transparente.

Monitoramos a operação do dispositivo IoT Edge enquanto o dispositivo simulado está enviando dados. Quando o dispositivo terminar de funcionar, examinamos os dados em nossa conta de armazenamento para validar que tudo funcionou conforme o esperado.

Esta etapa geralmente é executada por um desenvolvedor de nuvem ou dispositivo.

Nesta seção do tutorial, você aprenderá a:

Crie e execute um dispositivo a jusante.
Verifique se os dados gerados estão sendo armazenados em seu armazenamento de Blob do Azure.
Valide se o modelo de aprendizado de máquina classificou os dados do dispositivo.

Pré-requisitos

Este artigo faz parte de uma série de tutoriais sobre como usar o Azure Machine Learning no IoT Edge. Cada artigo da série baseia-se no trabalho do artigo anterior. Se você chegou a este artigo diretamente, visite o primeiro artigo da série.

Rever o chicote do dispositivo

Reutilize o projeto DeviceHarness para simular o dispositivo a jusante. A conexão com o gateway transparente requer duas coisas adicionais:

Registre o certificado para fazer com que o dispositivo IoT downstream confie na autoridade de certificação que está sendo usada pelo tempo de execução do IoT Edge. No nosso caso, o dispositivo a jusante é a VM de desenvolvimento.
Adicione o FQDN (nome de domínio totalmente qualificado) do gateway de borda à cadeia de conexão do dispositivo.

Observe o código para ver como esses dois itens são implementados.

Na máquina de desenvolvimento, abra o Visual Studio Code.
Use File>Open Folder... para abrir C:\source\IoTEdgeAndMlSample\DeviceHarness.
Observe o método InstallCertificate() no Program.cs.
Observe que, se o código encontrar o caminho do certificado, ele chamará o método CertificateManager.InstallCACert para instalar o certificado na máquina.
Agora veja o método GetIotHubDevice na classe TurbofanDevice.
Quando o usuário especifica o FQDN do gateway usando a opção "-g", esse valor é passado para esse método como a gatewayFqdn variável, que é anexada à cadeia de conexão do dispositivo.
```
connectionString = $"{connectionString};GatewayHostName={gatewayFqdn.ToLower()}";
```

Construir e executar dispositivo downstream

Com o projeto DeviceHarness ainda aberto no Visual Studio Code, crie o projeto. No menu Terminal, selecione Executar tarefa de compilação e selecione Compilar.
Encontre o nome de domínio totalmente qualificado (FQDN) para seu gateway de borda navegando até seu dispositivo IoT Edge (VM Linux) no portal do Azure e copiando o valor para nome DNS da página de visão geral.
Inicie seu dispositivo IoT (VM Linux) se ele ainda não estiver em execução.
Abra o terminal do Visual Studio Code. No menu Terminal, selecione Novo Terminal e execute o seguinte comando, substituindo <edge_device_fqdn> pelo nome DNS copiado do dispositivo IoT Edge (VM Linux):
```
dotnet run -- --gateway-host-name "<edge_device_fqdn>" --certificate C:\edgecertificates\certs\azure-iot-test-only.root.ca.cert.pem --max-devices 1
```
O aplicativo tenta instalar o certificado em sua máquina de desenvolvimento. Quando isso acontecer, aceite o aviso de segurança.
Quando solicitado para a cadeia de conexão do Hub IoT, clique nas reticências (...) no painel de dispositivos do Hub IoT do Azure e selecione Copiar Cadeia de Conexão do Hub IoT. Cole o valor no terminal.

Você verá saídas como:

Found existing device: Client_001
Using device connection string: HostName=<your hub>.azure-devices.net;DeviceId=Client_001;SharedAccessKey=xxxxxxx; GatewayHostName=iotedge-xxxxxx.<region>.cloudapp.azure.com
Device: 1 Message count: 50
Device: 1 Message count: 100
Device: 1 Message count: 150
Device: 1 Message count: 200
Device: 1 Message count: 250

Observe a adição do "GatewayHostName" à cadeia de conexão do dispositivo, que faz com que o dispositivo se comunique por meio do Hub IoT por meio do gateway transparente do IoT Edge.

Verificar saída

Saída de dispositivo IoT Edge

A saída do módulo avroFileWriter pode ser prontamente observada observando o dispositivo IoT Edge.

SSH em sua máquina virtual IoT Edge.
Procure arquivos gravados no disco.
```
find /data/avrofiles -type f
```
A saída do comando será semelhante ao exemplo a seguir:
```
/data/avrofiles/2019/4/18/22/10.avro
```
Você pode ter mais de um único arquivo, dependendo do tempo de execução.
Preste atenção aos carimbos de data/hora. O módulo avroFileWriter carrega os arquivos para a nuvem quando o tempo da última modificação é superior a 10 minutos no passado (veja MODIFIED_FILE_TIMEOUT em uploader.py no módulo avroFileWriter).
Decorridos os 10 minutos, o módulo deverá carregar os ficheiros. Se o carregamento for bem-sucedido, ele excluirá os arquivos do disco.

Armazenamento do Azure

Podemos observar os resultados do envio de dados do nosso dispositivo a jusante observando as contas de armazenamento para as quais esperamos que os dados sejam encaminhados.

Na máquina de desenvolvimento, abra o Visual Studio Code.
No painel "AZURE STORAGE" na janela de exploração, navegue na árvore para encontrar sua conta de armazenamento.
Expanda o nó Contêineres de Blob.
A partir do trabalho que fizemos na parte anterior do tutorial, esperamos que o contêiner ruldata contenha mensagens com RUL. Expanda o nó ruldata .
Você verá um ou mais arquivos de blob nomeados como: <IoT Hub Name>/<partition>/<year>/<month>/<day>/<hour>/<minute>.
Clique com o botão direito do mouse em um dos arquivos e escolha Baixar Blob para salvar o arquivo em sua máquina de desenvolvimento.
Em seguida, expanda o nó uploadturbofanfiles . No artigo anterior, definimos esse local como o destino para arquivos carregados pelo módulo avroFileWriter.
Clique com o botão direito do mouse nos arquivos e escolha Baixar Blob para salvá-lo em sua máquina de desenvolvimento.

Ler o conteúdo do arquivo Avro

Incluímos um utilitário de linha de comando simples para ler um arquivo Avro e retornar uma cadeia de caracteres JSON das mensagens no arquivo. Nesta seção, vamos instalá-lo e executá-lo.

Abra um terminal no Visual Studio Code (Terminal>Novo terminal).

Instale o hubavroreader:

pip install c:\source\IoTEdgeAndMlSample\HubAvroReader

Use hubavroreader para ler o arquivo Avro que você baixou do ruldata.
```
hubavroreader <avro file with ath> | more
```

Observe que o corpo da mensagem parece como esperávamos com o ID do dispositivo e o RUL previsto.

{
    "Body": {
        "ConnectionDeviceId": "Client_001",
        "CorrelationId": "3d0bc256-b996-455c-8930-99d89d351987",
        "CycleTime": 1.0,
        "PredictedRul": 170.1723693909444
    },
    "EnqueuedTimeUtc": "<time>",
    "Properties": {
        "ConnectionDeviceId": "Client_001",
        "CorrelationId": "3d0bc256-b996-455c-8930-99d89d351987",
        "CreationTimeUtc": "01/01/0001 00:00:00",
        "EnqueuedTimeUtc": "01/01/0001 00:00:00"
    },
    "SystemProperties": {
        "connectionAuthMethod": "{\"scope\":\"module\",\"type\":\"sas\",\"issuer\":\"iothub\",\"acceptingIpFilterRule\":null}",
        "connectionDeviceGenerationId": "636857841798304970",
        "connectionDeviceId": "aaTurbofanEdgeDevice",
        "connectionModuleId": "turbofanRouter",
        "contentEncoding": "utf-8",
        "contentType": "application/json",
        "correlationId": "3d0bc256-b996-455c-8930-99d89d351987",
        "enqueuedTime": "<time>",
        "iotHubName": "mledgeiotwalkthroughhub"
    }
}

Execute o mesmo comando passando o arquivo Avro que você baixou de uploadturbofanfiles.

Como esperado, essas mensagens contêm todos os dados do sensor e configurações operacionais da mensagem original. Esses dados podem ser usados para melhorar o modelo RUL em nosso dispositivo de borda.

{
    "Body": {
        "CycleTime": 1.0,
        "OperationalSetting1": -0.0005000000237487257,
        "OperationalSetting2": 0.00039999998989515007,
        "OperationalSetting3": 100.0,
        "PredictedRul": 170.17236328125,
        "Sensor1": 518.6699829101562,
        "Sensor10": 1.2999999523162842,
        "Sensor11": 47.29999923706055,
        "Sensor12": 522.3099975585938,
        "Sensor13": 2388.010009765625,
        "Sensor14": 8145.31982421875,
        "Sensor15": 8.424599647521973,
        "Sensor16": 0.029999999329447746,
        "Sensor17": 391.0,
        "Sensor18": 2388.0,
        "Sensor19": 100.0,
        "Sensor2": 642.3599853515625,
        "Sensor20": 39.11000061035156,
        "Sensor21": 23.353700637817383,
        "Sensor3": 1583.22998046875,
        "Sensor4": 1396.8399658203125,
        "Sensor5": 14.619999885559082,
        "Sensor6": 21.610000610351562,
        "Sensor7": 553.969970703125,
        "Sensor8": 2387.9599609375,
        "Sensor9": 9062.169921875
    },
        "ConnectionDeviceId": "Client_001",
        "CorrelationId": "70df0c98-0958-4c8f-a422-77c2a599594f",
        "CreationTimeUtc": "0001-01-01T00:00:00+00:00",
        "EnqueuedTimeUtc": "<time>"
}

Clean up resources (Limpar recursos)

Se você planeja explorar os recursos usados por este tutorial de ponta a ponta, aguarde até terminar de limpar os recursos que você criou. Caso contrário, use as seguintes etapas para excluí-los:

Exclua o(s) grupo(s) de recursos criado(s) para armazenar a VM de Desenvolvimento, a VM do IoT Edge, o Hub IoT, a conta de armazenamento, o serviço de espaço de trabalho de aprendizado de máquina (e os recursos criados: registro de contêiner, Application Insights, cofre de chaves, conta de armazenamento).
Exclua o projeto de aprendizado de máquina nos Blocos de Anotações do Azure.
Se você clonou o repositório localmente, feche todas as janelas do PowerShell ou do VS Code referentes ao repositório local e exclua o diretório do repositório.
Se você criou certificados localmente, exclua a pasta c:\edgeCertificates.

Próximos passos

Neste artigo, usamos nossa VM de desenvolvimento para simular um dispositivo downstream enviando sensores e dados operacionais para nosso dispositivo IoT Edge. Validamos que os módulos no dispositivo rotearam, classificaram, persistiram e carregaram os dados examinando a operação em tempo real do dispositivo de borda e observando os arquivos carregados na conta de armazenamento.

Para continuar aprendendo sobre os recursos do IoT Edge, tente este tutorial a seguir:

Criar uma hierarquia de dispositivos IoT Edge

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