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Intégrez des données dans SiteWise Edge à l'aide d'une passerelle V3 compatible MQTT

Ce didacticiel vous explique comment intégrer des appareils et capteurs tiers utilisant le protocole de messagerie MQTT à la passerelle V3 AWS IoT SiteWise compatible MQTT. Vous apprendrez comment configurer une passerelle AWS IoT SiteWise périphérique pour collecter et surveiller les données de vos appareils compatibles MQTT. AWS IoT SiteWise vous permet de collecter, de traiter et de surveiller les données des équipements industriels. Utilisez les fonctionnalités SiteWise Edge pour optimiser les opérations liées à l'IoT industriel et transformer les données brutes en informations exploitables.

Dans ce didacticiel, nous utilisons les données d'une démonstration de parc éolien pour illustrer les concepts clés. Une fois que vous vous êtes familiarisé avec le processus, vous pouvez répéter le didacticiel avec vos propres données.

Après avoir terminé ce didacticiel, vous pouvez effectuer les opérations suivantes :

En outre, vous pouvez tirer parti des fonctionnalités de votre passerelle Edge en vous connectant à d'autres AWS IoT services pour effectuer les tâches suivantes :

Prérequis

Pour suivre ce didacticiel, vous aurez besoin des éléments suivants :

Étape 1 : Création d'une AWS IoT politique

Ce didacticiel utilise la AWS IoT politique que vous avez créée dans le didacticiel d'ingestion de données. Cette politique définit les règles de sécurité pour vos appareils et crée une représentation numérique de vos appareils externes et de vos capteurs AWS IoT. Cette politique permet à vos appareils tiers d'envoyer des données AWS IoT Core via MQTT (Message Queuing Telemetry Transport). Pour plus d'informations sur les messages MQTT, consultez Qu'est-ce que MQTT ? .

Console

Veiller à l'achèvement d'une AWS IoT politique. Pour obtenir des instructions détaillées, reportez-vous à l'étape 1 du didacticiel d'ingestion de données.

Pour vérifier que vous avez une AWS IoT politique active

1. Accédez à la console AWS IoT.

2. Dans le volet de navigation de gauche, choisissez Securities, puis Policies.

3. Choisissez la politique que vous avez créée. Par exemple, SiteWiseTutorialDevicePolicy.

4. Vérifiez que le statut de la politique est répertorié comme Actif.

AWS CLI

Veiller à l'achèvement d'une AWS IoT politique. Pour obtenir des instructions détaillées, reportez-vous à l'étape 1 du didacticiel d'ingestion de données.

Utilisez la commande AWS CLI get-policy suivante dans la référence des AWS CLI commandes pour vérifier que vous disposez d'une politique active AWS IoT  :

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

Cette politique permet à vos AWS IoT appareils d'établir des connexions et de communiquer avec leurs ombres à l'aide de messages MQTT. Pour interagir avec les ombres des appareils, vos AWS IoT objets publient et reçoivent des messages MQTT sur des sujets commençant $aws/things/thing-name/shadow/ par. Cette politique intègre une variable de politique d'objets connue sous le nom de${iot:Connection.Thing.ThingName}. Cette variable remplace le nom de l'objet connecté dans chaque rubrique. L'iot:Connectinstruction définit des limites quant aux appareils autorisés à établir des connexions, en veillant à ce que la variable thing policy ne puisse remplacer que les noms commençant parSiteWiseTutorialDevice.

Pour plus d'informations, consultez la section Variables de politique des objets dans le manuel du AWS IoT développeur.

Étape 2 : créer et configurer n'importe quel AWS IoT objet

Au cours de cette étape, enregistrez votre appareil Edge en tant qu' AWS IoT objet et générez les certificats et clés nécessaires à une communication sécurisée avec AWS IoT SiteWise Edge. Ce processus jette les bases permettant à votre appareil d'envoyer des données tierces via votre passerelle V3 compatible MQTT.

Console

Assurez-vous que les étapes de création et de configuration d'un AWS IoT objet sont terminées. Pour obtenir des instructions détaillées, reportez-vous à l'étape 2 du didacticiel d'ingestion de données.

Pour vérifier que vous avez un AWS IoT objet actif

1. Accédez à la console AWS IoT.

2. Dans le volet de navigation de gauche, choisissez Tous les appareils, puis Objets.

3. Choisissez ce que vous avez créé. Par exemple, SiteWiseTutorialDevice1.

4. Sous Certificats, vérifiez que le statut est répertorié comme actif.

AWS CLI

Assurez-vous que les étapes de création et de configuration d'un AWS IoT objet sont terminées. Pour obtenir des instructions détaillées, reportez-vous à l'étape 2 du didacticiel d'ingestion de données.

Utilisez la AWS CLI commande suivante pour vérifier que vous disposez d'une AWS IoT politique active :

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

Après avoir effectué ces étapes, vous pouvez connecter votre appareil à AWS IoT SiteWise Edge en toute sécurité. Vous avez créé un répertoire local pour stocker les certificats et les clés que vous avez générés pour l'authentification MQTT. Votre appareil est enregistré en tant qu' AWS IoT objet dans la AWS IoT console et il est prêt à intégrer des données à SiteWise Edge. Vous pouvez connecter votre équipement industriel ou d'autres appareils à la AWS IoT plateforme et commencer à ingérer des données dans SiteWise Edge.

Étape 3 : Configuration de votre passerelle SiteWise Edge MQTT V3

Au cours de cette étape, créez votre passerelle AWS IoT SiteWise Edge MQTT V3 et configurez-la pour recevoir des données du broker EMQX. La passerelle fait office de pont entre vos appareils et AWS IoT. Cela vous permet de traiter les données localement à la périphérie avant de les envoyer au AWS Cloud. Cette configuration réduit la bande passante et réduit les délais de traitement dans le cloud.

Console

Pour créer votre passerelle AWS IoT SiteWise V3 compatible MQTT

1. Connectez-vous à AWS Management Console et ouvrez la console AWS IoT SiteWise.

2. Dans le volet de navigation de gauche, choisissez Edge gateway, puis Create gateway.

3. Sous Cible de déploiement, choisissez Passerelle auto-hébergée.

4. Dans la section Options de passerelle auto-hébergée, choisissez Passerelle MQTT, passerelle V3 recommandée.

5. Sous Configuration de la passerelle :

   1. Dans Nom de la passerelle, entrez le nom de votre passerelle. Par exemple, SiteWise Tutorial Device Gateway.

   2. Dans le système d'exploitation de l'appareil Greengrass, sélectionnez l'option appropriée pour votre appareil.

6. Sous Configuration avancée :

   1. Choisissez Configuration par défaut.

   2. Entrez un nom pour le périphérique principal de Greengrass ou utilisez le nom généré par. AWS IoT SiteWise

7. Cliquez sur Create gateway (Créer une passerelle).

8. Dans la boîte de dialogue de confirmation, choisissez Générer et télécharger pour générer un programme d'installation pour votre passerelle SiteWise Edge. Pour plus d'informations, voir Création d'une passerelle SiteWise Edge auto-hébergée.

Avertissement

Stockez le fichier d'installation dans un emplacement sécurisé. Ce fichier ne peut pas être régénéré et est nécessaire pour terminer la configuration de la passerelle dans les étapes ultérieures.

AWS CLI

AWS CLI À utiliser pour créer une passerelle auto-hébergée. Vous devez donner un nom à la passerelle, spécifier la plate-forme et la version de la passerelle. Pour plus d’informations, consultez CreateGateway dans la Référence d’API AWS IoT SiteWise .

Pour utiliser cet exemple, remplacez les espaces réservés d’entrée utilisateur par vos propres informations.

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 nom unique pour la passerelle, par exemple,SiteWise Tutorial Device Gateway.

• gateway-platform— EntrezgreengrassV2. Pour plus d’informations, consultez CreateGateway dans la Référence d’API AWS IoT SiteWise .

  • coreDeviceThingName— Le nom de l' AWS IoT objet pour votre appareil AWS IoT Greengrass V2 principal. Par exemple, SiteWiseTutorialDevice1.

  • coreDeviceOperatingSystem— Le système d'exploitation de l'appareil principal dans AWS IoT Greengrass V2. La spécification du système d'exploitation est requise pour la version 3 de la passerelle. Les options incluent : LINUX_AARCH64LINUX_AMD64, etWINDOWS_AMD64.

• gateway-version— La version de la passerelle.

  • 3À utiliser pour la version de passerelle pour créer une passerelle V3 compatible MQTT.

• cli-input-json— Un fichier JSON contenant les paramètres de requête.

Utilisez la AWS CLI commande suivante pour vérifier que votre passerelle a été créée avec succès :

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

Étape 4 : Installation SiteWise du logiciel de passerelle Edge

Pour installer le logiciel de passerelle, utilisez le package d'installation que vous avez téléchargé à l'étape précédente. Le processus d'installation configure les composants nécessaires, démarre le service principal de Greengrass et enregistre votre appareil auprès de celui-ci. AWS IoT Greengrass Une fois l'installation terminée, vérifiez que votre passerelle apparaît dans la AWS IoT SiteWise console sous les passerelles Edge et que le service Greengrass fonctionne correctement sur votre appareil.

Pour obtenir des instructions complètes, veuillez consulter Installez le logiciel de passerelle AWS IoT SiteWise Edge sur votre appareil local.

Étape 5 : configurer le broker EMQX pour qu'il se connecte à des applications externes

Configurez le broker EMQX pour permettre une communication sécurisée entre vos appareils IoT et les applications externes. Le broker EMQX fonctionne comme un hub de messagerie central qui achemine les données entre vos appareils IoT, votre passerelle et vos applications. Le broker EMQX garantit une distribution fiable des messages sur votre passerelle et sur les applications connectées en périphérie. Pour de plus amples informations, veuillez consulter Connectez des applications externes au broker EMQX.

Pour configurer le broker EMQX

EMQX vous permet de créer des règles d'autorisation basées sur des identifiants tels que le nom d'utilisateur, l'adresse IP ou l'identifiant client. Cela est utile pour contrôler l'accès à vos données. Pour de plus amples informations, veuillez consulter Configurer des règles d'autorisation pour AWS IoT SiteWise Edge dans EMQX.

Une fois le déploiement réussi, votre broker EMQX est configuré et prêt à se connecter en toute sécurité aux applications externes.

Exemple : ajout de charges utiles JSON relatives au processeur, à la mémoire et à l'horodatage

Charge utile JSON du processeur

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

Charge utile JSON de la mémoire

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

Charge utile JSON d'horodatage

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

La charge utile définit la structure JSON requise que vos appareils IoT doivent utiliser pour envoyer les données des appareils via le courtier EMQX à Edge. SiteWise Ce format garantit AWS IoT SiteWise l'identification de vos appareils et le traitement des relevés des capteurs. Une fois que vous avez mis en œuvre ces configurations et structures de charge utile, votre système de surveillance de parc éolien est prêt à collecter et à traiter les données.

Étape 6 : Publier des données avec Mosquitto

Après avoir créé votre passerelle V3 compatible MQTT, configurez Eclipse Mosquitto pour envoyer des données de test à Edge. SiteWise Mosquitto est un courtier de messages MQTT open source qui utilise le protocole MQTT pour une messagerie légère entre appareils. Le client Mosquitto vous permet de publier des messages sur des sujets MQTT, en simulant des données provenant de capteurs de parcs éoliens. À l'aide de Mosquitto, simulez les données de l'appareil sans avoir besoin de services tiers ni d'équipement supplémentaire. Pour plus d'informations, consultez la documentation sur le site officiel d'Eclipse Mosquitto. Dans ce didacticiel, les données locales du didacticiel d'ingestion de données et les données fictives sont utilisées à des fins de démonstration.

Utiliser le client Mosquitto CLI pour tester le broker SiteWise Edge EMQX

Utilisez Mosquitto pour publier les données de test. Ouvrez une ligne de commande et exécutez les commandes suivantes :

Exemple : propriété du processeur

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
      }
    }
  ]
}' 

Exemple : propriété de mémoire

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
      }
    }
  ]
}'

Exemple : propriété d'horodatage

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

Étape 7 : Spécifier les destinations

Au cours de cette étape, spécifiez les destinations afin de déterminer où diriger vos données sources. AWS IoT SiteWise À utiliser avec la mise en mémoire tampon d'Amazon S3 comme destination. Cette option fournit un moyen évolutif de stocker et de traiter vos données IoT.

Console

Pour ajouter des destinations

1. Accédez à la AWS IoT SiteWise console et sélectionnez les passerelles Edge.

2. Sous SiteWise Tutorial Device Gateway, choisissez Ajouter des destinations.

3. Sous Détails de la destination, choisissez la mise en AWS IoT SiteWise mémoire tampon à l'aide d'Amazon S3. Pour en savoir plus sur les types de destinations, consultez la section Destinations de AWS IoT SiteWise passerelle.

4. Sous Nom de la destination, entrez le nom de votre destination, par exemple,SiteWise Tutorial S3 Destination.

5. Dans les paramètres de téléchargement S3, entrez l'emplacement de votre compartiment S3. Par exemple, s3://sitewise-tutorial-mqtt-data-[your-account-id]. Pour en savoir plus sur Amazon S3, consultez la section Création, configuration et utilisation des compartiments Amazon S3 dans le guide de l'utilisateur d'Amazon Simple Storage Service.

6. Sous Fréquence de téléchargement des données, entrez une valeur comprise entre 1 minute et 30 jours. Par exemple, 1 minute.

7. Sous Paramètres de stockage des données :

   1. Désélectionnez Copier les données vers le stockage. Bien que ce paramètre soit recommandé pour les environnements de production, vous n'en avez pas besoin pour ce didacticiel. Lorsque vous désélectionnez cette option, l'option Supprimer les données de S3 est automatiquement désélectionnée.

8. Choisissez Add destination (Ajouter une destination).

Note

Ce didacticiel utilise un intervalle d'une minute pour les tests. Une fois le didacticiel terminé, vous pouvez ajuster cet intervalle en fonction de vos besoins de production ou le supprimer pour éviter des frais supplémentaires.

AWS CLI

Exemple : création d'une nouvelle AWS IoT SiteWise destination mise en mémoire tampon à l'aide d'Amazon S3

Utilisez le update-gateway-capability-configurationdans la référence de AWS CLI commande pour configurer l'éditeur. Définissez le paramètre capabilityNamespace sur 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": [
                "#"
              ]
            }
          }
        ]
      }
    ]
  }          
      

Pour plus d'informations sur les destinations, consultezAjouter une destination AWS IoT SiteWise mise en mémoire tampon à l'aide d'Amazon S3.

Étape 8 : Spécifier les filtres de chemin

Au cours de cette étape, configurez les filtres de trajectoire pour spécifier les sujets MQTT à surveiller pour les données de vos appareils de parc éolien.

Les filtres de chemin suivent la spécification générique du sujet MQTT, qui prend en charge deux caractères spéciaux :

Console

Pour configurer vos filtres de chemin

Sous Filtres de chemin :

1. Accédez à la AWS IoT SiteWise console et sélectionnez les passerelles Edge.

2. Sous SiteWise Tutorial Device Gateway, choisissez Ajouter des destinations.

3. Choisissez Ajouter des filtres de chemin pour saisir manuellement les filtres de chemin suivants :

   • SiteWiseTutorialDevice/#

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

   • cpu/+/idle-time

   • cpu/+/interruption-count/+

   • +/memory/consumption

   • timestamp/+/measurement

   • device/+/status/+

   • system/+/performance-log

4. Choisissez Add destination (Ajouter une destination).

Pour plus d'informations sur les meilleures pratiques relatives aux filtres de chemin, consultezBonnes pratiques pour les filtres de chemins.

AWS CLI

Utilisez les AWS CLI commandes suivantes pour configurer vos filtres de chemin :

Exemple 1 : données d'appareil utilisant un caractère générique

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

Cette configuration de filtre de trajectoire utilise des caractères génériques à plusieurs niveaux (#) pour capturer toutes les données SiteWiseTutorialDevice et les données de performance de toutes les éoliennes du parc éolien.

Exemple 2 : performances du processeur et de la mémoire

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

Cet exemple capture diverses mesures du processeur (temps d'inactivité et nombre d'interruptions) et les données de consommation de mémoire sur les appareils.

Exemple 3 : Diagnostic de l'appareil

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

Cette configuration utilise le + caractère générique pour capturer les données de diagnostic de plusieurs appareils, en particulier les journaux de performance du système et les mises à jour de l'état des appareils.

Ces trois filtres de chemin correspondent aux rubriques MQTT que vous utilisez pour publier des données de test avec Mosquitto. Les filtres garantissent que votre passerelle SiteWise Edge capture et traite les messages MQTT pertinents. Pour plus d'informations sur la façon d'ajouter des filtres de chemin, consultezAjouter des filtres de chemin aux destinations AWS IoT SiteWise Edge.

Étape 9 : Configuration de vos ressources AWS IoT

Au cours de cette étape, créez les modèles AWS IoT SiteWise d'actifs et les actifs nécessaires pour représenter vos appareils tiers simulés et permettre l'ingestion de données via votre passerelle Edge.

Avant de commencer cette étape, vous devez avoir effectué les étapes 3 à 8 du didacticiel d'ingestion de données. Ces étapes établissent les composants de base pour intégrer vos données tierces via la passerelle V3 compatible MQTT. Vous définissez également des règles qui définissent la manière dont les données de vos capteurs sont transmises AWS IoT SiteWise et vous exécutez un script client de périphérique qui simule les données des parcs éoliens industriels.

Pour valider la configuration de vos ressources AWS IoT

Étape 10 : Visualisez vos données

Configurez la version open source de Grafana pour visualiser les données de vos appareils éoliens. Grafana est une plateforme de visualisation qui affiche vos données opérationnelles en temps réel. Ces tableaux de bord vous aident à suivre l'efficacité opérationnelle et à identifier les besoins de maintenance au sein de votre infrastructure. Pour plus d'informations sur l'intégration, consultezIntégrez AWS IoT SiteWise Grafana.

Pour configurer Grafana

Une fois ces étapes terminées, vous pouvez créer et personnaliser les tableaux de bord Grafana pour afficher les indicateurs opérationnels de votre parc éolien. Cela vous permet de suivre et d'analyser les performances de votre parc éolien à la périphérie en temps réel.

Vous avez terminé le didacticiel. Dans cette procédure, vous avez configuré AWS IoT SiteWise Edge pour intégrer les données des appareils tiers à l'aide d'une passerelle V3 compatible MQTT. Cette configuration vous permet de collecter, de traiter et de visualiser les données des équipements industriels à la périphérie, réduisant ainsi le temps de latence et les coûts d'exploitation. En utilisant la démonstration du parc éolien, vous avez collecté et traité des indicateurs opérationnels tels que les données d'utilisation du processeur et de la mémoire via votre passerelle V3 compatible MQTT.

Pour améliorer votre solution IoT, envisagez d'explorer des fonctionnalités avancées telles que la détection des anomalies en tirant parti Détectez les anomalies avec Lookout for Equipment ou en intégrant d'autres AWS services tels qu'Amazon QuickSight dans le guide de l' QuickSight utilisateur Amazon pour des analyses avancées.

Étape 11 : Nettoyer les ressources après le didacticiel

Après avoir terminé ce didacticiel sur l'intégration de données dans AWS IoT SiteWise Edge, nettoyez vos ressources pour éviter de devoir payer des frais supplémentaires.

Pour désinstaller AWS IoT Greengrass Core

Désinstallez le logiciel AWS IoT Greengrass Core de votre appareil local. Pour obtenir des instructions détaillées, voir Désinstaller le logiciel AWS IoT Greengrass principal dans le Guide du AWS IoT Greengrass développeur, version 2.

(Facultatif) Pour supprimer des ressources tierces

Après avoir terminé ce didacticiel, pensez à fermer toutes les ressources externes que vous avez créées. Cela permet d'éviter d'encourir des frais auprès de fournisseurs tiers.

Ressources supplémentaires

Consultez les ressources suivantes pour plus d'informations :