Développement IIoT Edge – Utilisation de WebSockets

Note de l'éditeur : l'Internet industriel des objets (IIoT) promet de fournir un aperçu approfondi des opérations industrielles et d'améliorer l'efficacité des machines et des systèmes connectés. Les applications IIoT à grande échelle reposent sur des architectures en couches pour collecter des données à partir d'une large gamme de capteurs, déplacer les données de manière fiable et sécurisée vers le cloud et effectuer les analyses nécessaires pour fournir ces informations et cette efficacité. Dans Industrial Internet Application Development, les auteurs fournissent un examen détaillé de l'architecture IIoT et discutent des approches permettant de répondre aux exigences générales associées à ces systèmes.

Adapté de Industrial Internet Application Development, par Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli.

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Chapitre 3. Développement IIoT Edge (suite)
Par Alena Traukina, Jayant Thomas, Prashant Tyagi, Kishore Reddipalli

Protocoles au niveau de l'application – WebSocket

Dans cette section, nous allons essayer de créer une application IoT simple pour envoyer des données d'un module de capteur de lumière XD-80 à un appareil récepteur, en utilisant un hub Raspberry Pi et le protocole WebSocket :

Flux de données d'un capteur XD-80 vers un appareil récepteur

WebSocket est le plus largement utilisé dans le cas où l'on a besoin de permettre un transfert rapide de données en temps réel. Le protocole permet une interaction bidirectionnelle entre un client et un serveur, et la diffusion de plusieurs messages en utilisant la même connexion TCP, ce qui réduit la surcharge de communication.

Dans le tableau suivant, vous pouvez trouver une description plus détaillée du protocole pour comprendre s'il est adapté à vos besoins :

Clé Valeur Open sourceOuiLa couche OSIApplicationTypes de donnéesChaîneLimitationsNe convient pas aux grandes quantités de données binairesOpérations possiblesEnvoyer/recevoir des donnéesLatenceTrès faibleUtilisationCommunication en temps réelSécuritéOuiCompressionOui

Tableau 3 :Spécifications du protocole WebSocket

Pour construire l'application, nous aurons besoin des éléments suivants.

Logiciel requis :

• Node.js 6+ (https :/ /nodejs.org/en/download/ )
• RPIO (https://www.npmjs.com/package/rpio )
• WebSocket (https://www.npmjs.com/package/ws )
• Docker (https://docs.docker.com/engine/installation/ )

Matériel requis :

• Raspberry Pi 3 (modèle B)
• Un adaptateur secteur (2A/5V)
• Une carte microSD (8 Go+) et un adaptateur SD
• Un module de capteur de lumière XD-80
• Une planche à pain et un jeu de câbles dupont
• Un câble Ethernet pour une connexion réseau filaire

Assembler un appareil

Avant de créer une application, vous devez connecter un capteur XD-80 à un Raspberry Pi via une maquette.

Préparation d'une carte SD

Pour préparer une carte SD, suivez la séquence d'actions décrite :

1. Téléchargez la dernière image Raspbian LITE (disponible sur https://raspberrypi.org/downloads/raspbian/ ).
2. Connectez votre carte SD à un ordinateur et utilisez Etcher (https://io/ ) pour flasher le .img fichier sur la carte SD.
3. Activez SSH à l'aide de la commande suivante :

      cd /Volumes/boot
      touchez ssh

4. Pour activer le Wi-Fi, créez conf avec le contenu suivant :

      network={
         ssid="YOUR_SSID"
         psk="YOUR_WIFI_PASSWORD"
      }

Pour créer un fichier dans une console Linux, vous pouvez utiliser l'éditeur nano GNU. Il est pré-installé dans la plupart des distributions Linux. Tout ce dont vous avez besoin est d'exécuter le nano FILE_NAME commande et suivez les instructions affichées.

5. Créez le /home/pi/sensor
6. Créez le /home/pi/sensor/package.json fichier avec le contenu suivant :

   {
      "nom" :"capteur",
      "version" :"1.0.0",
      "description" :"",
      « principal » :« index.js »,
      « scripts » :{
         « start » :« node index.js »,
         « test » :« echo « Error :aucun test spécifié" &&exit 1″
      },
      "author":"",
      "licence":"ISC",
      "dependencies":{ "rpio":"^0.9.16",
         "ws" :"^2.3.1"
      }
   }

7. Créez le /home/pi/sensor/index.js avec le contenu suivant, en remplaçant REMOTE-SERVER-ADDRESS.com avec une vraie valeur :

      var WebSocket =require('ws');
      var rpio =require('rpio');
   
      var ws;
var receiver ='ws://REMOTE-SERVER-ADDRESS.com:8080';
      rpio.open(11, rpio.INPUT);
   
      var établirConnection =function () {
         ws =new WebSocket(receiver);
         ws.on('close',establishConnection);
         ws.on('error',establishConnection);
      } ;
      establishConnection();
   
      var sendStatus =function () {
         var status =rpio.read(11) ===0;
         console.log('light status :' + status);
         var data =JSON.stringify({
            périphérique :'raspberry',
            timestamp :Date.now(),
             light });
   
         try { ws.send(data); }
         catch (e) {console.log('failed to send data to ' + receiver);}
   
         setTimeout(sendStatus, 1000);
      };
      sendStatus();

8. Créez le /home/pi/sensor/Dockerfile fichier avec le contenu suivant :

      FROM hypriot/rpi-node:boron-onbuild