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Como fazer bridge do Mosiquitto MQTT Broker para o AWS IoT com placas Arduino


Gateways estão presentes na maioria das discussões de arquitetura, tanto em ambientes de industrial IoT quanto em casas conectadas. Hoje, mostraremos como implementar o recurso de Bridge do agente Mosquitto para possibilitar o uso de gateways por meio de mensagens MQTT, configurando a troca de dados bidirecional com o AWS IoT Core. Isso permitirá que seu dispositivo se comunique localmente com o agente Mosquitto e com o AWS IoT Core para se beneficiar do poder da nuvem AWS.

Neste tutorial, o Wio Terminal será usado como exemplo para mostrar passo a passo como fazer bridge do Mosquitto MQTT Broker para o AWS IoT.

Por que fazer bridge do MQTT Broker para o AWS IoT​

Se você tem implantações antigas de IoT, pode já ter dispositivos conectados a um broker MQTT, como o Mosquitto. Nesse caso, seu agente MQTT pode estar muito próximo da localização do sensor implantado (broker MQTT local) ou em um local remoto como a nuvem. Você pode configurar o gateway local para se comunicar com o AWS IoT Core conforme o diagrama a seguir.

Primeiros Passos​

Construindo o broker AWS Mosquitto usando Docker​

Passo 1: Configurar a conta AWS​

Acesse o AWS e configure a conta.

Navegue até User -> My Security Credentials e obtenha o Access Key ID e a Access Key.

Passo 2: Clonar o repositório​

Clone este repositório para um local no seu disco.

Passo 3: Instalar e configurar o AWS CLI​

Instale o AWS CLI a partir daqui.

Execute aws configure no terminal e digite sua região, seu Access ID e Keys, como a seguir:

aws configure
AWS Access Key ID [None]: AKIAIOSFODNN7EXAMPLE
AWS Secret Access Key [None]: wJalrXUtnFEMI/K7MDENG/bPxRfiCYEXAMPLEKEY
Default region name [None]: eu-central-1
Default output format [None]: json

Passo 3: Criar uma política IAM para a bridge​

Execute o seguinte comando para criar a política para a bridge:

aws iot create-policy --policy-name bridge --policy-document '{"Version": "2012-10-17","Statement": [{"Effect": "Allow","Action": "iot:*","Resource": "*"}]}'

Passo 4: Criar certificados​

Entre no diretório aws_mosquitto_broker/config/certs e execute o seguinte para criar certificados:

cd aws_mosquitto_broker/config/certs

sudo aws iot create-keys-and-certificate --set-as-active --certificate-pem-outfile cert.crt --private-key-outfile private.key --public-key-outfile public.key --region eu-central-1

Em seguida, você pode executar aws iot list-certificates para verificar os certificados criados. Copie o ARN no formato arn:aws:iot:eu-central-1:0123456789:cert/xyzxyz:

aws iot list-certificates

Anexe a política ao seu certificado. Substitua {REPLACE_ARN_CERT} pelo ARN copiado arn:aws:iot:eu-central-1:0123456789:cert/xyzxyz:

aws iot attach-principal-policy --policy-name bridge --principal {REPLACE_ARN_CERT}

Adicione permissões de leitura à private key, public key e client cert (dentro da pasta certs):

sudo chmod 644 private.key && sudo chmod 644 public.key && sudo chmod 644 cert.crt

Baixe o certificado raiz Amazon CA também no diretório certs:

sudo curl https://www.websecurity.digicert.com/content/dam/websitesecurity/digitalassets/desktop/pdfs/roots/VeriSign-Class%203-Public-Primary-Certification-Authority-G5.pem -o rootCA.pem

Passo 5: Editar o arquivo de configuração customizada do mosquitto​

Renomeie awsbridge.conf.sample para awsbridge.conf:

mv awsbridge.conf.sample awsbridge.conf

Edite config/conf.d/awsbridge.conf e siga as instruções do awsbridge.conf:

nano config/conf.d/awsbridge.conf

Nota: Execute aws iot describe-endpoint para obter o endpoint do AWS IoT.

Passo 6: Construir o Dockerfile​

Volte para o local raiz aws_mosquitto_broker e execute o seguinte:

docker build -t aws_mqtt_broker .

Nota: Certifique-se de ter instalado o Docker no seu PC antes.

Passo 7: Executar a imagem Docker​

docker run -ti -p 1883:1883 -p 9001:9001 --name mqtt aws_mqtt_broker

Saída do console / log:

1592301141: mosquitto version 1.4.15 (build date 2018-03-04 15:19:39+0000) starting
1592301141: Config loaded from /mosquitto/config/mosquitto.conf.
1592301141: Opening ipv4 listen socket on port 1883.
1592301141: Opening ipv6 listen socket on port 1883.
1592301141: Bridge local.bridgeawsiot doing local SUBSCRIBE on topic localgateway_to_awsiot
1592301141: Bridge local.bridgeawsiot doing local SUBSCRIBE on topic both_directions
1592301141: Connecting bridge awsiot (aq53tian3vbby.iot.eu-central-1.amazonaws.com:8883)
1592301141: Bridge bridgeawsiot sending CONNECT
1592301144: Received CONNACK on connection local.bridgeawsiot.
1592301144: Bridge local.bridgeawsiot sending SUBSCRIBE (Mid: 1, Topic: awsiot_to_localgateway, QoS: 1)
1592301144: Bridge local.bridgeawsiot sending UNSUBSCRIBE (Mid: 2, Topic: localgateway_to_awsiot)
1592301144: Bridge local.bridgeawsiot sending SUBSCRIBE (Mid: 3, Topic: both_directions, QoS: 1)
1592301144: Received SUBACK from local.bridgeawsiot
1592301144: Received UNSUBACK from local.bridgeawsiot
1592301145: Received SUBACK from local.bridgeawsiot

Passo 8: Testando o broker local​

Publicar a partir do console AWS IoT

1.- No AWS Management Console, vá para AWS IoT Services -> Test

2.- Inscreva-se nos tópicos mencionados em nosso arquivo de configuração: awsiot_to_localgateway, localgateway_to_awsiot e both_directions.

3.- Publique no tópico awsiot_to_localgateway (hello world).

4.- Revise o log ou a saída do console em nosso broker local em busca de algo como isto:

1493564128: Received PUBLISH from local.bridgeawsiot (d0, q0, r0, m0, 'awsiot_to_localgateway', ... (45 bytes))

Nota: Certifique-se de que a região eu-central-1 esteja selecionada.

Publicar a partir do host

Fluxo de trabalho: Local Broker(Host PC) -> Docker Gateway -> AWS IoT.

Execute o seguinte no terminal para publicar do host para o AWS IoT:

mosquitto_pub -h localhost -p 1883 -q 1 -d -t localgateway_to_awsiot -i clientid1 -m "{\"key\": \"helloFromLocalGateway\"}"

nota

Certifique-se de que você tenha o mosquitto instalado no seu PC.

Publicando mensagens a partir do Wio Terminal​

Agora podemos usar o Wio Terminal como um dos dispositivos finais para publicar ou assinar tópicos!

Instalando as bibliotecas dependentes​

Este demo depende do núcleo Wi-Fi do Wio Terminal, siga primeiro este tutorial.

PASSO.1 Instalar a biblioteca Pubsubclient

  1. Visite o repositório pubsubclient e baixe todo o repositório para o seu disco local.

  2. Agora, a biblioteca FS pode ser instalada na IDE Arduino. Abra a IDE Arduino e clique em sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library, e escolha o arquivo pubsubclient que você acabou de baixar.

InstallLibrary

PASSO.2 Instalar a biblioteca ArduinoJson

  1. Visite o repositório ArduinoJson e baixe todo o repositório para o seu disco local.

  2. Agora, a biblioteca ArduinoJson pode ser instalada na IDE Arduino. Abra a IDE Arduino e clique em sketch -> Include Library -> Add .ZIP Library, e escolha o arquivo ArduinoJson que você acabou de baixar.

Fazer upload do sketch Arduino​

Baixe o sketch Arduino a partir daqui.

  • Configure as definições de Wi-Fi ssid e password.
  • Altere o mqttserver para o endereço IP do seu MQTT Broker (endereço IP do seu PC).

Envie o código e abra o Serial Monitor para conferir! Agora, se você pressionar o botão no Wio Terminal, ele publicará uma mensagem no AWS IoT e você também poderá ver as mensagens recebidas no console do AWS IoT.

nota

Certifique-se de que o broker local em Docker esteja ativo e em execução o tempo todo.

Recursos​

Suporte Técnico e Discussão de Produtos​


Obrigado por escolher nossos produtos! Estamos aqui para oferecer diferentes tipos de suporte e garantir que sua experiência com nossos produtos seja a mais tranquila possível. Oferecemos vários canais de comunicação para atender a diferentes preferências e necessidades.

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