描述

MQTT 使用 Micropython 將 W5100S-EVB-Pico 連接到 Azure IoT Hub 并發(fā)送和接收消息的過程。

我為 IoT Hub 使用了 SAS 令牌身份驗證方法。

成分

硬件

W5100S-EVB-Pico

微型 5pin USB 數(shù)據(jù)線

網(wǎng)線

軟件/軟件

• 托尼

RP2040 Micropython 開發(fā)環(huán)境

• Azure 物聯(lián)網(wǎng)資源管理器

檢查設(shè)備信息

遙測監(jiān)控

C2D傳輸

準(zhǔn)備 Azure 資源

創(chuàng)建 Azure IoT 中心

創(chuàng)建 Azure IoT Hub 的方式有很多種，比如 Azure 門戶、Azure CLI、REST API 等，一開始我們主要使用通過 Azure 門戶創(chuàng)建的方法。

說明可以在下面的鏈接中找到。

• 使用 Azure 門戶創(chuàng)建 IoT 中心

微蟒固件

建造

構(gòu)建操作使用 WSL2 (Ubuntu 20.04.4 LTS) 環(huán)境。

rena@Rena-PC:~$ lsb_release -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 20.04.4 LTS
Release:        20.04
Codename:       focal

搭建構(gòu)建環(huán)境的信息，如安裝工具，可以參考Micropython的官方文檔。

Micropython 存儲庫中的自述文件中引用了構(gòu)建過程。

https://github.com/micropython/micropython/tree/master/ports/rp2

存儲庫克隆

克隆包含子模塊的存儲庫并檢索子模塊。

git clone https://github.com/micropython/micropython.git
cd micropython

git submodule update --init

構(gòu)建子模塊

make -C ports/rp2 submodules

mpy-cross build（MicroPython 交叉編譯器）

在構(gòu)建設(shè)備固件之前，必須先進(jìn)行 mpy-cross 構(gòu)建。

make -C mpy-cross

構(gòu)建 W5100S-EVB-Pico 設(shè)備固件

W5100S_EVB_PICO 使用任何支持的設(shè)備構(gòu)建固件。

可以在Micropython 中找到支持列表：ports/rp2/boards。

cd ports/rp2
make BOARD=W5100S_EVB_PICO submodules
make BOARD=W5100S_EVB_PICO

這是最終的構(gòu)建過程。至少需要幾分鐘。

固件上傳

將固件上傳到設(shè)備。

進(jìn)入引導(dǎo)模式

H/W v1.0和v1.1的形狀略有不同，但是我的板子是v1.0，所以在按下板子的BOOTSEL按鈕的同時提供電源（USB線），它進(jìn)入了Boot模式。

在v1.1的情況下，如果在按住BOOTSEL鍵的同時按下RUN鍵，則進(jìn)入開機(jī)模式，無需重新上電。

固件上傳

內(nèi)置固件位于以下路徑。

• micropython/ports/rp2/build-W5100S_EVB_PICO

上傳文件firmware.uf2。

現(xiàn)在固件的工作已經(jīng)完成。

接下來，安裝 umqtt 庫，使用 Thonny 編寫一些代碼，向 IoT Hub 發(fā)送/接收數(shù)據(jù)，并使用 Azure IoT Explorer 監(jiān)控數(shù)據(jù)。

編寫設(shè)備代碼

Azure-Samples 中的 IoTMQTTSample 代碼中引用了示例代碼。

• Azure-Samples/IoTMQTTSample - src/MicroPython

從 IoT Explorer 獲取設(shè)備信息

您需要獲取信息以連接到 Azure IoT 中心并將其寫入您的代碼中。

請參閱Azure IoT 中心指南：使用 MQTT 協(xié)議與 IoT 中心通信，了解與 MQTT 通信時每個字段的要求

在示例代碼的情況下，應(yīng)該獲得以下數(shù)據(jù)。

• 設(shè)備連接字符串
• 設(shè)備 SAS 令牌

如果您查看代碼，它的實現(xiàn)是解析連接字符串以獲取主機(jī)名、設(shè)備 ID 和共享訪問密鑰值。

獲取信息的方法有多種，其中我使用了 IoT Explorer。

• Azure IoT 中心發(fā)布

設(shè)置 IoT Explorer IoT Hub 連接

首先，需要授予訪問權(quán)限，以便 IoT Explorer 可以訪問 IoT Hub。

在默認(rèn)權(quán)限中，iothubowner包括所有權(quán)限的權(quán)限都將授予 IoT Explorer。

單擊iothubonwer，單擊主連接字符串右側(cè)的按鈕，復(fù)制該值，然后將其粘貼到在 IoT Explorer 中單擊添加連接時出現(xiàn)的窗口并保存。

如果一開始只設(shè)置一次此設(shè)置，則可以在工具中執(zhí)行 IoT 中心和設(shè)備的大部分任務(wù)。

創(chuàng)建設(shè)備后，獲取如圖所示的信息值。

設(shè)備創(chuàng)建

復(fù)制連接字符串

SAS 令牌創(chuàng)建和復(fù)制

設(shè)備源代碼

我將設(shè)備代碼上傳到下面的鏈接。

• https://github.com/renakim/W5100S-EVB-Pico-Micropython/tree/main/examples/Azure

原示例代碼中新增和修改了以下內(nèi)容。

• W5100S 網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)置
• 遙測消息傳輸修改：String -> JSON string

如果不更改為 JSON，很難在 IoT Explorer 中識別數(shù)據(jù)。

安裝庫

在 Thonny 環(huán)境中安裝庫。

從頂部菜單中選擇工具 - 管理包后，輸入umqtt并搜索。

在找到的包中，依次安裝 umqtt.simple 和 umqtt.robust。

如果安裝成功，點(diǎn)擊左側(cè)列表中的umqtt，安裝的包顯示如下。

執(zhí)行和監(jiān)控

遙測

connecting
Publishing
Sending message 0
Sending message 1
Sending message 2
Sending message 3
Sending message 4
Sending message 5
Sending message 6
Sending message 7
Sending message 8
Sending message 9
Sending message 10
waiting for message
Received message
b'message from IoT Hub'

C2D 消息

?

過程視頻

參考

• RP2040-HAT-MicroPython 存儲庫
• Azure IoTMQTTSample - Micropython
• 來自nickehallgren 的Micropython 論壇帖子