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Integre los datos en SiteWise Edge mediante una puerta de enlace V3 habilitada para MQTT

Este tutorial le guía sobre la integración de dispositivos y sensores de terceros que utilizan el protocolo de mensajería MQTT con la puerta de enlace V3 AWS IoT SiteWise habilitada para MQTT. Aprenderá a configurar una puerta de enlace AWS IoT SiteWise perimetral para recopilar y monitorear datos de sus dispositivos compatibles con MQTT. AWS IoT SiteWise le permite recopilar, procesar y monitorear datos de equipos industriales. Utilice las capacidades de SiteWise Edge para optimizar las operaciones de IoT industrial y transformar los datos sin procesar en información procesable.

En este tutorial, utilizamos los datos de una demostración de un parque eólico para ilustrar los conceptos clave. Una vez que se familiarice con el proceso, puede repetir el tutorial con sus propios datos.

Después de completar este tutorial, puede realizar las siguientes acciones:

Además, puede aprovechar las capacidades de su puerta de enlace perimetral conectándose a otros AWS IoT servicios para realizar las siguientes tareas:

Requisitos previos

Necesitará lo siguiente para completar este tutorial:

Paso 1: Crear una AWS IoT política

En este tutorial, se utiliza la AWS IoT política que creó en el tutorial sobre ingesta de datos. Esta política establece las reglas de seguridad para sus dispositivos y crea una representación digital de sus dispositivos y sensores externos. AWS IoT La política permite que sus dispositivos de terceros envíen datos AWS IoT Core mediante MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Para obtener más información acerca de los mensajes de MQTT, consulte What is MQTT?.

Console

Asegúrese de que se complete una política. AWS IoT Para obtener instrucciones detalladas, consulta el paso 1 del tutorial sobre la ingesta de datos.

Para comprobar que tiene una política activa AWS IoT

1. Vaya a la consola de AWS IoT.

2. En el panel de navegación izquierdo, seleccione Valores y, a continuación, Políticas.

3. Elija la política que ha creado. Por ejemplo, SiteWiseTutorialDevicePolicy.

4. Confirme que el estado de la política aparezca como Activo.

AWS CLI

Asegúrese de completar una AWS IoT política. Para obtener instrucciones detalladas, consulta el paso 1 del tutorial sobre la ingesta de datos.

Utilice el siguiente comando AWS CLI get-policy en la Referencia de AWS CLI comandos para comprobar que tiene una política activa: AWS IoT

aws iot get-policy --policy-name "SiteWiseTutorialDevicePolicy"

Esta política permite a sus AWS IoT dispositivos establecer conexiones y comunicarse con dispositivos ocultos mediante mensajes MQTT. Para interactuar con las sombras de los dispositivos, tus AWS IoT cosas publican y reciben mensajes MQTT sobre temas que comienzan con. $aws/things/thing-name/shadow/ Esta política incorpora una variable de política de objetos denominada ${iot:Connection.Thing.ThingName}. Esta variable sustituye el nombre del objeto conectado en cada tema. La instrucción de iot:Connect impone límites en cuanto a qué objetos pueden establecer conexiones, lo que garantiza que la variable de política de objeto solo puede sustituir los nombres que comienzan por SiteWiseTutorialDevice.

Para obtener más información, consulte Variables de objetos de políticas en la Guía para desarrolladores de AWS IoT .

Paso 2: Crea y configura cualquier cosa AWS IoT

En este paso, registre su dispositivo perimetral como una AWS IoT cosa y genere los certificados y claves necesarios para una comunicación segura con AWS IoT SiteWise Edge. Este proceso sienta las bases para que su dispositivo envíe datos de terceros a través de su puerta de enlace V3 habilitada para MQTT.

Console

Asegúrese de completar los pasos de creación y configuración de cualquier cosa. AWS IoT Para obtener instrucciones detalladas, consulte el paso 2 del tutorial sobre la ingesta de datos.

Para comprobar que tienes algo activo AWS IoT

1. Vaya a la consola de AWS IoT.

2. En el panel de navegación izquierdo, selecciona Todos los dispositivos y, a continuación, Cosas.

3. Elige lo que has creado. Por ejemplo, SiteWiseTutorialDevice1.

4. En Certificados, confirme que el estado aparece como activo.

AWS CLI

Asegúrese de completar los pasos de creación y configuración de cualquier AWS IoT cosa. Para obtener instrucciones detalladas, consulte el paso 2 del tutorial sobre la ingesta de datos.

Use el siguiente AWS CLI comando para comprobar que tiene una AWS IoT política activa:

 aws iot describe-thing --thing-name "SiteWiseTutorialDevice1"

Tras completar estos pasos, podrás conectar tu dispositivo a AWS IoT SiteWise Edge de forma segura. Creó un directorio local para almacenar los certificados y las claves que generó para la autenticación en MQTT. El dispositivo está registrado como un AWS IoT objeto en la AWS IoT consola y está preparado para integrar los datos con SiteWise Edge. Puede conectar su equipo industrial u otros dispositivos a la AWS IoT plataforma y empezar a ingerir datos en SiteWise Edge.

Paso 3: Configure su puerta de enlace V3 habilitada para SiteWise Edge MQTT

En este paso, cree su puerta de enlace V3 habilitada para AWS IoT SiteWise Edge MQTT y configúrela para recibir datos del intermediario EMQX. La puerta de enlace actúa como un puente entre sus dispositivos y. AWS IoT Esto le permite procesar los datos localmente en el borde antes de enviarlos al Nube de AWS. Esta configuración reduce el ancho de banda y reduce los retrasos en el procesamiento en la nube.

Console

Para crear su puerta de enlace V3 AWS IoT SiteWise habilitada para MQTT

1. Inicie sesión en AWS Management Console y abra la consola de AWS IoT SiteWise.

2. En el panel de navegación izquierdo, selecciona Gateways Edge y, a continuación, selecciona Crear puerta de enlace.

3. En Objetivo de implementación, selecciona Puerta de enlace autohospedada.

4. En Opciones de puerta de enlace autohospedada, selecciona Puerta de enlace V3 habilitada para MQTT (recomendada).

5. En Configuración de puerta de enlace:

   1. En Nombre de la puerta de enlace, introduzca un nombre para la puerta de enlace. Por ejemplo, SiteWise Tutorial Device Gateway.

   2. En el sistema operativo del dispositivo Greengrass, seleccione la opción adecuada para su dispositivo.

6. En Configuración avanzada:

   1. Seleccione Configuración predeterminada.

   2. Introduzca un nombre para el dispositivo principal de Greengrass o utilice el nombre generado por. AWS IoT SiteWise

7. Seleccione Crear puerta de enlace.

8. En el cuadro de diálogo de confirmación, seleccione Generar y descargar para generar un instalador para su puerta de enlace SiteWise Edge. Para obtener más información, consulte Crear una puerta de enlace SiteWise Edge autohospedada.

aviso

Guarde el archivo de instalación en un lugar seguro. Este archivo no se puede regenerar y es necesario para completar la configuración de la puerta de enlace en pasos posteriores.

AWS CLI

Se utiliza AWS CLI para crear una puerta de enlace autohospedada. Debe proporcionar un nombre para la puerta de enlace, especificar la plataforma y la versión de la puerta de enlace. Para obtener más información, consulta CreateGateway en la AWS IoT SiteWise Referencia de la API de .

Para utilizar este ejemplo, reemplace los marcadores de posición de entrada del usuario con su propia información.

aws iotsitewise create-gateway \
    --gateway-name SiteWise Tutorial Device Gateway \
    --gateway-platform greengrassV2={coreDeviceThingName=your-core-device-thing-name, coreDeviceOperatingSystem=LINUX_AMD64} \                        
    --gateway-version 3 \
    [--cli-input-json your-configuration]

• gateway-name— Un nombre único para la puerta de enlace, por ejemplo,SiteWise Tutorial Device Gateway.

• gateway-platform— IntroducirgreengrassV2. Para obtener más información, consulta CreateGateway en la AWS IoT SiteWise Referencia de la API de .

  • coreDeviceThingName— El nombre del AWS IoT dispositivo AWS IoT Greengrass V2 principal. Por ejemplo, SiteWiseTutorialDevice1.

  • coreDeviceOperatingSystem— El sistema operativo del dispositivo principal en AWS IoT Greengrass V2. Para la versión 3 de la puerta de enlace es necesario especificar el sistema operativo. Las opciones incluyen:LINUX_AARCH64, yLINUX_AMD64. WINDOWS_AMD64

• gateway-version— La versión de la puerta de enlace.

  • 3Utilícela para la versión de puerta de enlace para crear una puerta de enlace V3 habilitada para MQTT.

• cli-input-json— Un archivo JSON que contiene los parámetros de la solicitud.

Utilice el siguiente AWS CLI comando para comprobar que la puerta de enlace se creó correctamente:

aws iotsitewise describe-gateway --gateway-id your-gateway-id

Paso 4: Instale el software SiteWise Edge Gateway

Para instalar el software de puerta de enlace, utilice el paquete de instalación que descargó en el paso anterior. El proceso de instalación configura los componentes necesarios, inicia el servicio principal de Greengrass y registra el dispositivo en él. AWS IoT Greengrass Una vez completada la instalación, compruebe que la puerta de enlace aparece en la AWS IoT SiteWise consola, debajo de las puertas de enlace Edge, y que el servicio Greengrass se ejecuta correctamente en su dispositivo.

Para obtener instrucciones detalladas, consulta Instale el software de puerta de enlace AWS IoT SiteWise Edge en su dispositivo local.

Paso 5: Configure el broker EMQX para que se conecte a aplicaciones externas

Configure el broker EMQX para permitir una comunicación segura entre sus dispositivos de IoT y aplicaciones externas. El intermediario EMQX funciona como un centro de mensajería central que enruta los datos entre sus dispositivos, puertas de enlace y aplicaciones de IoT. El intermediario EMQX garantiza una entrega fiable de los mensajes en su pasarela y las aplicaciones conectadas en la periferia. Para obtener más información, consulte Connect aplicaciones externas al broker EMQX.

Para configurar el bróker EMQX

EMQX le permite crear reglas de autorización basadas en identificadores como el nombre de usuario, la dirección IP o el ID de cliente. Esto es útil para controlar el acceso a sus datos. Para obtener más información, consulte Configure las reglas de autorización para AWS IoT SiteWise Edge en EMQX.

Tras una implementación exitosa, su agente EMQX estará configurado y listo para conectarse de forma segura con aplicaciones externas.

Ejemplo: añadir cargas útiles JSON de CPU, memoria y marca de tiempo

Carga útil JSON de CPU

{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/cpu",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "offsetInNanos": 0,
        "timeInSeconds": 1753206441
      },
      "value": {
        "integerValue": 45.2
      }
    }
  ]
}

Carga útil JSON de memoria

{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/memory",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "offsetInNanos": 0,
        "timeInSeconds": 1753206441
      },
      "value": {
        "integerValue": 67.8
      }
    }
  ]
}

Carga útil JSON con marca de tiempo

{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/timestamp",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "offsetInNanos": 0,
        "timeInSeconds": 1753206441
      },
      "value": {
        "integerValue": 23.5
      }
    }
  ]
}

La carga útil define la estructura JSON requerida que sus dispositivos de IoT deben usar para enviar los datos del dispositivo a Edge a través del intermediario EMQX. SiteWise Este formato garantiza que AWS IoT SiteWise pueda identificar sus dispositivos y procesar las lecturas de los sensores. Una vez implementadas estas configuraciones y estructuras de carga útil, el sistema de monitoreo de su parque eólico estará listo para recopilar y procesar datos.

Paso 6: Publica los datos con Mosquitto

Después de crear su puerta de enlace V3 habilitada para MQTT, configure Eclipse Mosquitto para enviar los datos de prueba a Edge. SiteWise Mosquitto es un intermediario de mensajes MQTT de código abierto que utiliza el protocolo MQTT para facilitar la mensajería entre dispositivos. El cliente Mosquitto permite publicar mensajes sobre temas de MQTT, simulando los datos de los sensores de los parques eólicos. Con Mosquitto, simule los datos del dispositivo sin necesidad de servicios de terceros ni equipos adicionales. Para obtener más información, consulte la documentación en el sitio web oficial de Eclipse Mosquitto. En este tutorial, se utilizan datos locales del tutorial de ingestión de datos y datos ficticios con fines de demostración.

Utilice el cliente CLI de Mosquitto para probar el broker SiteWise EDGE EMQX

Use Mosquitto para publicar los datos de las pruebas. Abra una línea de comandos y ejecute los siguientes comandos:

Ejemplo: propiedad de la CPU

mosquitto_pub -h localhost -p 1883 -t "SiteWiseTutorialDevice/cpu" -m '{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/cpu",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "timeInSeconds": 1753206441,
        "offsetInNanos": 0
      },
      "value": {
        "integerValue": 45.2
      }
    }
  ]
}' 

Ejemplo: propiedad de memoria

mosquitto_pub -h localhost -p 1883 -t "SiteWiseTutorialDevice/memory" -m '{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/memory",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "timeInSeconds": 1753206441,
        "offsetInNanos": 0
      },
      "value": {
        "integerValue": 72.1
      }
    }
  ]
}'

Ejemplo: propiedad Timestamp

mosquitto_pub -h localhost -p 1883 -t "SiteWiseTutorialDevice/timestamp" -m '{
  "propertyAlias": "SiteWiseTutorialDevice/timestamp",
  "propertyValues": [
    {
      "quality": "GOOD",
      "timestamp": {
        "timeInSeconds": 1753206441,
        "offsetInNanos": 0
      },
      "value": {
        "integerValue": 1683000000
      }
    }
  ]
}'

Paso 7: Especifique los destinos

En este paso, especifique los destinos para determinar hacia dónde dirigir los datos de origen. Úselo AWS IoT SiteWise con el almacenamiento en búfer de Amazon S3 como destino. Esta opción proporciona una forma escalable de almacenar y procesar sus datos de IoT.

Console

Para añadir destinos

1. Navegue hasta la AWS IoT SiteWise consola y seleccione Edge Gateways.

2. En el SiteWise tutorial Device Gateway, selecciona Añadir destinos.

3. En Detalles del destino, selecciona AWS IoT SiteWise Almacenado en búfer mediante Amazon S3. Para obtener más información sobre los tipos de destinos, consulte los destinos de AWS IoT SiteWise entrada.

4. En Nombre de destino, introduce un nombre para tu destino, por ejemplo,SiteWise Tutorial S3 Destination.

5. En la configuración de carga de S3, introduce la ubicación de tu depósito de S3. Por ejemplo, s3://sitewise-tutorial-mqtt-data-[your-account-id]. Para obtener más información sobre Amazon S3, consulte Creación, configuración y uso de buckets de Amazon S3 en la Guía del usuario de Amazon Simple Storage Service.

6. En Frecuencia de carga de datos, introduzca un valor entre 1 minuto y 30 días. Por ejemplo, 1 minute.

7. En Configuración de almacenamiento de datos:

   1. Deselecciona Copiar datos al almacenamiento. Si bien esta configuración se recomienda para entornos de producción, no la necesitará para este tutorial. Al deseleccionar esta opción, la opción Eliminar datos de S3 se deselecciona automáticamente.

8. Elija Add destination.

nota

En este tutorial se utiliza un intervalo de 1 minuto para realizar las pruebas. Después de completar el tutorial, puede ajustar este intervalo para que se adapte a sus necesidades de producción o eliminarlo para evitar cargos adicionales.

AWS CLI

Ejemplo: crear un nuevo AWS IoT SiteWise destino almacenado en búfer mediante Amazon S3

Utilice la referencia update-gateway-capability-configurationde AWS CLI comandos para configurar el editor. Establezca el parámetro capabilityNamespace como iotsitewise:publisher:3.

{
    "sources": [
      {
        "type": "MQTT"
      }
    ],
    "destinations": [
      {
        "type": "SITEWISE_BUFFERED",
        "name": "your-s3-destination-name",
        "config": {
          "targetBucketArn": "arn:aws:s3:::amzn-s3-demo-bucket/Optional/SomeFolder",
          "publishPolicy": {
            "publishFrequency": "1m",
            "localSizeLimitGB": 10
          },
          "siteWiseImportPolicy": {
            "enableSiteWiseStorageImport": true,
            "enableDeleteAfterImport": true,
            "bulkImportJobRoleArn": "arn:aws:iam::123456789012:role/your-role-name"
          }
        },
        "filters": [
          {
            "type": "PATH",
            "config": {
              "paths": [
                "#"
              ]
            }
          }
        ]
      }
    ]
  }          
      

Para obtener más información sobre los destinos, consulteAñadir un destino almacenado en AWS IoT SiteWise búfer mediante Amazon S3.

Paso 8: Especificar los filtros de ruta

En este paso, configure los filtros de ruta para especificar qué temas de MQTT debe monitorizar para los datos de los dispositivos de su parque eólico.

Los filtros de ruta siguen la especificación comodín del tema MQTT, que admite dos caracteres especiales:

Console

Para configurar los filtros de ruta

En Filtros de ruta:

1. Ve a la AWS IoT SiteWise consola y selecciona Edge Gateways.

2. En el SiteWise tutorial Device Gateway, selecciona Añadir destinos.

3. Seleccione Añadir filtros de ruta para introducir los siguientes filtros de ruta manualmente:

   • SiteWiseTutorialDevice/#

   • windfarm/+/turbine/+/performance/#

   • cpu/+/idle-time

   • cpu/+/interruption-count/+

   • +/memory/consumption

   • timestamp/+/measurement

   • device/+/status/+

   • system/+/performance-log

4. Elija Add destination.

Para obtener más información sobre las prácticas recomendadas para los filtros de rutas, consultePrácticas recomendadas para los filtros de rutas.

AWS CLI

Utilice los siguientes AWS CLI comandos para configurar los filtros de ruta:

Ejemplo 1: Datos del dispositivo mediante caracteres comodín

{
 "destinations": [
   {
     "name": "All Device Data Destination"
   }
 ],
 "filters": [
   {
     "type": "PATH",
     "config": {
       "paths": [
         "SiteWiseTutorialDevice/#",
         "windfarm/+/turbine/+/performance/#"
       ]
     }
   }
 ]
}

Esta configuración de filtro de ruta utiliza caracteres comodín de varios niveles (#) para capturar todos los datos SiteWiseTutorialDevice y todos los datos de rendimiento de cualquier turbina del parque eólico.

Ejemplo 2: rendimiento de la CPU y la memoria

{
 "destinations": [
   {
     "name": "Performance Metrics Destination"
   }
 ],
 "filters": [
   {
     "type": "PATH",
     "config": {
       "paths": [
         "cpu/+/idle-time",
         "+/memory/consumption",
         "cpu/+/interruption-count/+"
       ]
     }
   }
 ]
}

Este ejemplo captura varias métricas de la CPU (tiempo de inactividad y recuento de interrupciones) y datos de consumo de memoria en todos los dispositivos.

Ejemplo 3: Diagnóstico de dispositivos

{
 "destinations": [
   {
     "name": "Device Diagnostics Destination"
   }
 ],
 "filters": [
   {
     "type": "PATH",
     "config": {
       "paths": [
        "device/+/status/+",
        "system/+/performance-log"
       ]
     }
   }
 ]
}  

Esta configuración utiliza el + comodín para capturar los datos de diagnóstico de varios dispositivos, específicamente los registros de rendimiento del sistema y las actualizaciones de estado de los dispositivos.

Estos tres filtros de ruta coinciden con los temas de MQTT que se utilizan para publicar los datos de las pruebas con Mosquitto. Los filtros garantizan que su puerta de enlace SiteWise Edge capture y procese los mensajes MQTT relevantes. Para obtener más información sobre cómo añadir filtros de ruta, consulteAgregue filtros de ruta a los destinos de AWS IoT SiteWise Edge.

Paso 9: Configura tus recursos AWS de IoT

En este paso, cree los modelos de activos y los AWS IoT SiteWise activos necesarios para representar sus dispositivos simulados de terceros y permitir la ingesta de datos a través de su puerta de enlace perimetral.

Antes de iniciar este paso, debería haber completado los pasos 3 a 8 del tutorial sobre la ingesta de datos. Estos pasos establecen los componentes fundamentales para integrar sus datos de terceros a través de la puerta de enlace V3 habilitada para MQTT. También debe configurar reglas que definen cómo fluyen los datos de los sensores y ejecuta un script de cliente del dispositivo que simula los datos de un parque eólico industrial. AWS IoT SiteWise

Para validar la configuración de sus recursos de AWS IoT

Paso 10: visualice sus datos

Configure la versión de código abierto de Grafana para visualizar los datos de los dispositivos de su parque eólico. Grafana es una plataforma de visualización que muestra sus datos operativos en tiempo real. Estos paneles le ayudan a realizar un seguimiento de la eficiencia operativa e identificar las necesidades de mantenimiento en toda su infraestructura. Para obtener más información sobre la integración, consulteIntegre AWS IoT SiteWise con Grafana.

Para configurar Grafana

Después de completar estos pasos, puede crear y personalizar los paneles de Grafana para mostrar las métricas operativas de su parque eólico. Esto le permite realizar un seguimiento y analizar el rendimiento de su parque eólico en el perímetro en tiempo real.

Has completado el tutorial. En este procedimiento, configuró AWS IoT SiteWise Edge para integrar datos de dispositivos de terceros mediante una puerta de enlace V3 habilitada para MQTT. Esta configuración le permite recopilar, procesar y visualizar datos de equipos industriales en la periferia, lo que reduce la latencia y los costes operativos. Al utilizar la demostración del parque eólico, recopiló y procesó métricas operativas, como los datos de uso de la CPU y la memoria, a través de su puerta de enlace V3 compatible con MQTT.

Para mejorar tu solución de IoT, considera explorar funciones avanzadas, como la detección de anomalías, mediante el aprovechamiento o la integración con otros AWS serviciosDetección de anomalías con Lookout for Equipment, como Amazon, QuickSight en la Guía QuickSight del usuario de Amazon para obtener análisis avanzados.

Paso 11: Limpiar los recursos después del tutorial

Después de completar este tutorial sobre la integración de datos en AWS IoT SiteWise Edge, limpie sus recursos para evitar incurrir en cargos adicionales.

Para desinstalar AWS IoT Greengrass Core

Desinstale el software AWS IoT Greengrass Core de su dispositivo local. Para obtener instrucciones detalladas, consulte Desinstalar el software AWS IoT Greengrass principal en la Guía para AWS IoT Greengrass desarrolladores, versión 2.

(Opcional) Para eliminar recursos de terceros

Tras completar este tutorial, considere la posibilidad de cerrar todos los recursos externos que haya creado. Esto ayuda a evitar incurrir en cargos por parte de proveedores externos.

Recursos adicionales

Consulte los siguientes recursos para obtener más información: