[PYTHON] Beispiel für ein Raspberry Pi und AWS IoT-Verbindungsprogramm

Annahme

• In diesem Artikel sind Raspberry Pi und AWS IoT bereits verbindbar.
• Informationen zur Verbindungsmethode finden Sie in Dieser Qiita-Artikel.
• Schreiben Sie ein Pub / Sub Python-Programm mit dem MQTT-Protokoll.

Umgebung

• RaspberryPi 3B:
  • Raspbian GNU/Linux 10 (buster)
  • Python 2.7.16 (default, Oct 10 2019, 22:02:15)
  • OpenSSL 1.1.1d 10 Sep 2019
• Eine Umgebung, in der Sie eine Verbindung zum Internet herstellen können. (Kann eine Verbindung zu AWS IoT-Diensten herstellen)
• Sie haben ein AWS-Konto.
• Sie können eine Verbindung zu AWS IoT-Diensten herstellen. ――Das Folgende ist der Stand von April 2020.

Programmstruktur

• Programm zum Veröffentlichen von Nachrichten: MQTTpub_test1_qiita.py
• Speichern Sie den Zeitstempel in einer Nachricht und senden Sie ihn.
• Der Zeitstempel verwendet die UNIX-Zeit (Epochensekunden), die mit der Funktion time () abgerufen werden kann.
• Programm zum Abonnieren von Nachrichten: MQTTsub_test1_qiita.py
• Sehen Sie die Differenz zwischen dem in der Nachricht gespeicherten Zeitstempel und dem Zeitstempel, als sie empfangen wurde. Messen Sie die Zeitverzögerung.

Programm

――Das Folgende ist ein Programm, das auf Raspberry Pi ausgeführt werden soll.

• Programm veröffentlichen

MQTTpub_test1_qiita.py

from AWSIoTPythonSDK.MQTTLib import AWSIoTMQTTClient
import os
import json
import time

CLIENT_ID = "mqtt_pub1"
IOT_ENDPOINT_URL = "XXX-XXX.XXX.ap-northeast-1.amazonaws.com"
IOT_ENDPOINT_PORT = 8883

PATH = os.getcwd()
ROOT_CA_PATH = PATH + "/XXX-CA1.pem"
PRIVATE_KEY_PATH =  PATH + "/XXX-private.pem.key"
CERTIFICATE_PATH =  PATH + "/XXX-certificate.pem.crt"

KEEP_ALIVE_TIME = 60

TOPIC = "rasp3-mono/timestamp"

myMQTTClient = AWSIoTMQTTClient(CLIENT_ID)
myMQTTClient.configureEndpoint(IOT_ENDPOINT_URL, IOT_ENDPOINT_PORT)
myMQTTClient.configureCredentials(ROOT_CA_PATH, PRIVATE_KEY_PATH, CERTIFICATE_PATH)

myMQTTClient.configureOfflinePublishQueueing(-1)
myMQTTClient.configureDrainingFrequency(2)
myMQTTClient.configureConnectDisconnectTimeout(10)
myMQTTClient.configureMQTTOperationTimeout(5)

def GetTimeStamp():
  return time.time()

if __name__ == '__main__':
  myMQTTClient.connect(KEEP_ALIVE_TIME)

  num = 0
  while num < 10:
    message = {}
    message['num'] = num
    message['time'] = GetTimeStamp()
    payload = json.dumps(message)
    print("payload=", payload)
    myMQTTClient.publish(TOPIC, payload, 1)
    num += 1
    time.sleep(5)

• Programm abonnieren

MQTTsub_test1_qiita.py

from AWSIoTPythonSDK.MQTTLib import AWSIoTMQTTClient
import os
import json
import time

CLIENT_ID = "mqtt_sub1"
IOT_ENDPOINT_URL = "XXX-XXX.XXX.ap-northeast-1.amazonaws.com"
IOT_ENDPOINT_PORT = 8883

PATH = os.getcwd()
ROOT_CA_PATH = PATH + "/XXX-CA1.pem"
PRIVATE_KEY_PATH =  PATH + "/XXX-private.pem.key"
CERTIFICATE_PATH =  PATH + "/XXX-certificate.pem.crt"

KEEP_ALIVE_TIME = 60

TOPIC = "rasp3-mono/timestamp"

myMQTTClient = AWSIoTMQTTClient(CLIENT_ID)
myMQTTClient.configureEndpoint(IOT_ENDPOINT_URL, IOT_ENDPOINT_PORT)
myMQTTClient.configureCredentials(ROOT_CA_PATH, PRIVATE_KEY_PATH, CERTIFICATE_PATH)

myMQTTClient.configureOfflinePublishQueueing(-1)
myMQTTClient.configureDrainingFrequency(2)
myMQTTClient.configureConnectDisconnectTimeout(10)
myMQTTClient.configureMQTTOperationTimeout(5)

def customCallback(client, userdata, message):
    dict_message = json.loads(message.payload)
    print("num = {}, Time Difference = {}".format(dict_message['num'], time.time() - dict_message['time']))

if __name__ == '__main__':
  myMQTTClient.connect(KEEP_ALIVE_TIME)

  num = 0
  while num < 12:
    myMQTTClient.subscribe(TOPIC, 1, customCallback)
    num += 1
    time.sleep(5)

Ausführungsbeispiel

• Beispiel für die Ausführung eines Abonnementprogramms --Zeitverzögerung wird angezeigt

• Programmüberlegungen
• Im Publish-Programm wurde für die zu sendende Nachricht das JSON-Format verwendet.
• Das vom Subscribe-Programm empfangene JSON-Format wird an den Wörterbuchtyp zurückgegeben.
• Bitte passen Sie XXX an die Nutzungsumgebung an.

Vergleich

• Mit zwei Verbindungsmethoden getestet. (Das Programm ist das gleiche)

1. Testen Sie die Verbindung zu AWS IoT Message Prober über WLAN
2. Testen Sie die Verbindung zum AWS IoT-Nachrichtenbroker über iPhone Tethering (4G).

――Wenn ich 30 Mal Pub / Sub ausgeführt habe, war das Ergebnis der Zeitverzögerung wie folgt.

――Die Zeitverzögerung hängt von der Kommunikationsumgebung ab und dient nur als Referenz. ―― Wie oben erwähnt, wurde der Verbindungstest mit dem Pub / Sub-Programm abgeschlossen.