描述

https://github.com/aws-samples/arduino-aws-greengrass-iot

該庫使用 AWS C-SDK 來實現 Arduino 類AWSGreenGrassIoT ，以便輕松地將傳感器/執行器安全地連接到 AWS IoT Core，直接或通過使用 X509 證書的 AWS Greengrass 設備（即 Raspberry PI）。

AWSGreenGrassIoT 類公開了以下方法：

Constructor: AWSGreenGrassIoT(const char * AwsIoTCoreurl, // AWS IoT core URL
                              const char * thingName,     // AWS thing name
                              const char * iotCoreCA,     // AWS IoT core certificate (defined in certificate.c)
                              const char * thingCA,       // thing certificate (defined in certificates.c)
                              const char * thingKey);     // thing private key (defined in certificate.c)
 bool connectToGG(void);       // connect the device to greengrass
 bool connectToIoTCore(void);  // connect the device directly to AWS IoT Core
 bool publish(char * pubtopic, char * pubPayLoad);  // publish a JSON record to "pubTopic"
 bool subscribe(char * subTopic, pSubCallBackHandler_t pSubCallBackHandler); // subscribe to "subTopic" and define the callback function to handle the messages coming from the IoT broker

庫依賴項

?該庫基于最新（截至 2020 年 1 月）Amazon iot C-SDK 版本 3.0.1 https://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-embedded-C/releases/tag/v3。 0.1 .未來版本的 SDK 可以在https://github.com/aws/aws-iot-device-sdk-embedded-C上找到，可能需要重新編譯 AWSGreengrassIoT 代碼。該庫使用了一些標準的 Arduino庫：WiFi、WifiClientSecure、HTTPClient。

這些示例需要從公共存儲庫安裝以下庫：

• NPTClient，用于與 nptd 服務器同步實時時鐘并為傳感器測量生成時間戳（在發布示例中，gg_SGP30_publisher 和 was_SGP30_publisher）；

• ADAFruit_SGP30，使用gg_SGP30_publisher和was_SGP30_publisher示例中的空氣雜質傳感器；

• ESP32Servo，在gg_subscriber和aws_subscriber例子中控制伺服電機的轉動；

先決條件

• 從 Arduino IDE 主菜單 -> 首選項

• 為您的平臺安裝最新的 Arduino IDE（以下截圖以 MAC OS 版本為準）：https://www.arduino.cc/en/main/software ；

• 安裝 ESP32 板管理器：

• 從 Arduino IDE 主菜單 -> 工具 -> 板管理器

• 如上圖所示，在“Additional Board Manager URLs”字段中輸入https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json package_esp32_index.json ，然后點擊“OK”。

• 在如下所示的搜索字段中輸入 ESP32 并安裝新的 eps32board 管理器：

• 在 Tools-> Board 中選擇您的 ESP32 模塊類型，在我的情況下為 ESP32 Dev Module

• 安裝 Arduino 庫“NPTClient”、“Adafruit_SGP30”、“ESP32Servo”，以便能夠使用文件菜單 -> 示例 -> AWSGreengrassIoT 中的發布和訂閱示例。下圖顯示了如何添加簡單伺服電機的支持庫：

安裝 AWSGreengrassIoT 庫

• 在https://github.com/aws-samples/arduino-aws-greengrass-iot下的 GitHub 存儲庫中打開瀏覽器

• 如圖所示，以 zip 格式下載庫：

• 在 Sketch->Include Library->Add.ZIP 庫中添加 Zip 文件作為新的 Arduino 庫：

• 檢查該庫是否在 Sketch -> Include Library 中可見，如下面的屏幕截圖所示：

例子

在使用 Sketch->Examples 菜單中的示例之前，請記住：

• 在 AWS IoT Core 中創建“事物”：

• 生成并下載Thing的證書、Thing的私鑰和AWS服務證書（如果您的終端節點與eu-central-1不同）；

• 使用上一步中生成的證書/密鑰創建 aws_certificates.c 文件；

• 通過定義 AWS IoT Core URL、“事物”和 WiFi 網絡的參數來自定義 Arduino 示例代碼：

char WIFI_SSID[]="SSID";
char WIFI_PASSWORD[]="PASSWORD";
char AWSIOTURL[]="xxxxxxxxxxxxxxx-ats.iot.region.amazonaws.com";
char THING[]= "your device name here";

AWSGreenGrassIoT 庫附帶 5 個示例：

aws_servo_subscriber, gg_servo_subscriber

在這些示例中，伺服電機連接到 ESP32 上的模擬 GPIO 端口 0，并根據訂閱主題“窗口”通過旋轉電機 ±90 度來模擬遠程打開和關閉窗口。“打開”將使電機旋轉 +90 度，“關閉”將使電機以相反的方向旋轉 -90 度。

電路原理圖：

這兩個示例之間的唯一區別是：

• aws_servo_subscriber 使用成員函數“connectToIoTCore”直接連接到 AWS IoT Core；

if(greengrass->connectToIoTCore() == true)
  {
      Serial.println("Connected to AWS IoT core");
      delay(2000);
     if( true == greengrass->subscribe(TOPIC_NAME,subscribeCallback)) {
          Serial.println("Subscribe to Window/# topic successful ");
     }
     else {
          Serial.println("Subscribe to Window/# Failed, Check the Thing Name and Certificates");
          while(1);
     }
   }
  else
  {
      Serial.println("Connection to AWS IoT core failed");
      while(1);
  }

• gg_servo_subscriber 使用成員函數“connectToGG”通過 greengrass 設備（它可以是連接到同一 WiFi 網絡的 Raspberry Pi 或 AWS 云中的遠程 EC2 實例）進行連接；

if(greengrass->connectToGG() == true)
 {
     Serial.println("Connected to AWS GreenGrass");
     delay(2000);
    if( true == greengrass->subscribe(TOPIC_NAME,subscribeCallback)) {
         Serial.println("Subscribe to Window/# topic successful ");
    }
    else {
         Serial.println("Subscribe to Window/# Failed, Check the Thing Name and Certificates");
         while(1);
    }
  }
 else
 {
     Serial.println("Connection to Greengrass failed, check if Greengrass is on and connected to the WiFi");
     while(1);
 }

對于兩個用例，處理主題訂閱的回調函數是相同的：

static void subscribeCallback (char *topicName, int payloadLen, char *payLoad)
{
    //check if the topic is Window/close or Window/open
    rcvdPayload = String(payLoad);
    cmdReceived = CMD_UNKNOWN;
    String topic = String(topicName);
    if ( topic.startsWith(topicClose+ "{")) {
      cmdReceived = CMD_CLOSE;
      rcvdTopic = topicClose;
    }
    else if (topic.startsWith(topicOpen + "{")) {
      cmdReceived = CMD_OPEN;
      rcvdTopic = topicOpen;
    }
    else
      rcvdTopic = topicName;
    msgReceived = 1;
}

aws_sgp30_publisher、gg_sgp30_publisher

這兩個示例使用 Adafruit 的空氣雜質傳感器 SGP30 連接到 ESP32 上的 I2C 端口之一，如下圖所示。這些示例需要安裝 ADAFruit_SGP30 庫，如上一節中的第 3 點所示。

電路原理圖：

除了將 ESP32 Arduino 連接到云端的部分之外，這兩個示例共享相同的代碼。在 aws_sgp30_publisher 中，我們使用“connectToIoTCore”函數將測量結果直接發布到 AWS IoT 核心。在 gg_sgp30_publisher 中，我們使用“connectToGG”成員函數將測量結果發送到 greengrass 邊緣設備。

aws_bme280_sgp30_publisher

在此示例中，我們展示了如何將兩個傳感器用于同一 I2C 總線，BME280（溫度、濕度、壓力、高度）和 SGP30。示例草圖與 aws_sgp30_publisher 類似，但增加了初始化和讀取 Adafruit BME280 傳感器的測量值。

這是電路圖：