Conecte Raspberry Pi 3 a la solución de supervisión remota y envíe telemetría desde un sensor real mediante Node.js

En este tutorial se muestra cómo usar microsoft Azure IoT Starter Kit para Raspberry Pi 3 para desarrollar un lector de temperatura y humedad que pueda comunicarse con la nube. En el tutorial se usa:

• Raspbian OS, el lenguaje de programación Node.js y el SDK de IoT de Microsoft Azure para Node.js para implementar un dispositivo de ejemplo.
• La solución preconfigurada de supervisión remota de IoT Suite como sistema basado en la nube.

Información general

En este tutorial, va a completar los siguientes pasos:

• Implemente una instancia de la solución preconfigurada de supervisión remota en la suscripción de Azure. Este paso implementa y configura automáticamente varios servicios de Azure.
• Configure el dispositivo y los sensores para comunicarse con el equipo y la solución de supervisión remota.
• Actualice el código de dispositivo de ejemplo para conectarse a la solución de supervisión remota y envíe telemetría que puede ver en el panel de la solución.

Prerrequisitos

Para completar este tutorial, necesita una suscripción de Azure activa.

Requisitos de software

Necesita el cliente SSH en el equipo de escritorio para permitirle acceder de forma remota a la línea de comandos en Raspberry Pi.

• Windows no incluye un cliente SSH. Se recomienda usar PuTTY.
• La mayoría de las distribuciones de Linux y Mac OS incluyen la utilidad SSH de la línea de comandos. Para obtener más información, consulte SSH mediante Linux o Mac OS.

Hardware necesario

Un equipo de escritorio que le permite conectarse de forma remota a la línea de comandos de Raspberry Pi.

Microsoft IoT Starter Kit para Raspberry Pi 3 o componentes equivalentes. En este tutorial se usan los siguientes elementos del kit:

• Raspberry Pi 3
• Tarjeta MicroSD (con NOOBS)
• Un cable USB Mini
• Un cable Ethernet
• Sensor BME280
• Placa de pruebas
• Cables de puenteo
• Resistencias
• Leds

Aprovisionamiento de la solución

Si aún no ha aprovisionado la solución preconfigurada de supervisión remota en su cuenta:

1. Inicie sesión en azureiotsuite.com con sus credenciales de cuenta de Azure y haga clic en + para crear una solución.
2. Haga clic en Seleccionar en el azulejo Supervisión remota.
3. Escriba un nombre de la solución para la solución preconfigurada de supervisión remota.
4. Seleccione la región y la suscripción que quiere usar para aprovisionar la solución.
5. Haga clic en Crear solución para comenzar el proceso de aprovisionamiento. Este proceso suele tardar varios minutos en ejecutarse.

Espere a que se complete el proceso de aprovisionamiento

1. Haga clic en la ficha de su solución con estado de Aprovisionamiento.
2. Observe los estados de aprovisionamiento mientras los servicios de Azure se implementan en su suscripción de Azure.
3. Una vez completado el aprovisionamiento, el estado cambia a Ready.
4. Haga clic en el icono para ver los detalles de la solución en el panel derecho.

¿Hay detalles que esperaría ver que no aparecen en la lista de la solución? Sugiérenos ideas sobre funciones en User Voice.

Visualización del panel de la solución

El panel de la solución permite administrar la solución implementada. Por ejemplo, puede ver la telemetría, agregar dispositivos e invocar métodos.

1. Una vez completado el aprovisionamiento y el icono de la solución preconfigurada indica Ready, elija Iniciar para abrir el portal de soluciones de supervisión remota en una pestaña nueva.

   

2. De forma predeterminada, el portal de soluciones muestra el panel de. Puede ir a otras áreas del portal de soluciones mediante el menú del lado izquierdo de la página.

   

Agregar un dispositivo

Para que un dispositivo se conecte a la solución preconfigurada, debe identificarse en IoT Hub mediante credenciales válidas. Puede recuperar las credenciales del dispositivo desde el panel de la solución. Las credenciales del dispositivo se incluyen en la aplicación cliente más adelante en este tutorial.

Si aún no lo ha hecho, agregue un dispositivo personalizado a la solución de supervisión remota. Complete los pasos siguientes en el panel de la solución:

1. En la esquina inferior izquierda del panel, haga clic en Agregar un dispositivo.

   

2. En el panel dispositivo personalizado, haga clic en Agregar nuevo.

   

3. Elija Permitirme definir mi propio identificador de dispositivo. Escriba un identificador de dispositivo, como rasppi, haga clic en Verificar ID para verificar que no has usado ya el nombre en tu solución y, a continuación, haga clic en Crear para aprovisionar el dispositivo.

   

4. Anote las credenciales del dispositivo (id. de dispositivo, nombre de host de IoT Huby clave de dispositivo). La aplicación cliente de Raspberry Pi necesita estos valores para conectarse a la solución de supervisión remota. A continuación, haga clic en Hecho.

   

5. Seleccione el dispositivo en la lista de dispositivos en el panel de la solución. A continuación, en el panel detalles del dispositivo de, haga clic en Habilitar dispositivo. El estado del dispositivo ahora es En ejecución. La solución de supervisión remota ahora puede recibir telemetría del dispositivo e invocar métodos en el dispositivo.

Prepara tu Raspberry Pi

Instalación de Raspbian

Si esta es la primera vez que usa su Raspberry Pi, debe instalar el sistema operativo Raspbian mediante NOOBS en la tarjeta SD incluida en el kit. En Guía de software de Raspberry Pi se describe cómo instalar un sistema operativo en Raspberry Pi. En este tutorial se da por supuesto que ha instalado el sistema operativo Raspbian en raspberry Pi.

Configuración del hardware

En este tutorial se usa el sensor BME280 incluido en el kit de inicio de Microsoft Azure IoT para Raspberry Pi 3 para generar datos de telemetría. Usa un LED para indicar cuándo Raspberry Pi procesa una invocación de método desde el panel de la solución.

Los componentes de la placa de pruebas son:

• LED rojo
• Resistencia de 220 Ohmios (rojo, rojo, marrón)
• Sensor BME280

En el diagrama siguiente se muestra cómo conectar el hardware:

configuración de hardware de

En la tabla siguiente se resumen las conexiones del Raspberry Pi a los componentes de la placa de pruebas.

Para completar la configuración de hardware, necesitas:

• Conecte su Raspberry Pi a la fuente de alimentación incluida en el kit.
• Conecte su Raspberry Pi a la red mediante el cable Ethernet incluido en el kit. Como alternativa, puede configurar la Conectividad Inalámbrica para su Raspberry Pi.

Ya ha completado la configuración de hardware de Raspberry Pi.

Inicio de sesión y acceso al terminal

Tiene dos opciones para acceder a un entorno de terminal en Raspberry Pi:

• Si tiene un teclado y un monitor conectados a Raspberry Pi, puede usar la GUI de Raspbian para acceder a una ventana de terminal.

• Acceda a la línea de comandos de Raspberry Pi mediante SSH desde la máquina de escritorio.

Uso de una ventana de terminal en la GUI

Las credenciales predeterminadas para Raspbian son el nombre de usuario pi y la contraseña raspberry. En la barra de tareas de la interfaz gráfica de usuario, puede iniciar la utilidad Terminal mediante el icono que se parece a un monitor.

Inicio de sesión con SSH

Puede usar SSH para el acceso de la línea de comandos a Raspberry Pi. En el artículo SSH (Secure Shell) se describe cómo configurar SSH en Raspberry Pi y cómo conectarse desde Windows o Linux & Mac OS.

Inicie sesión con el nombre de usuario pi y la contraseña raspberry.

Opcional: Compartir una carpeta en Raspberry Pi

Opcionalmente, puede que quiera compartir una carpeta en Raspberry Pi con su entorno de escritorio. Compartir una carpeta le permite usar el editor de texto de escritorio preferido (como Visual Studio Code o Sublime Text) para editar archivos en raspberry Pi en lugar de usar nano o vi.

Para compartir una carpeta con Windows, configure un servidor Samba en Raspberry Pi. Como alternativa, use el servidor de SFTP integrado con un cliente SFTP en el escritorio.

Habilitar SPI

Para poder ejecutar la aplicación de ejemplo, debe habilitar el bus de interfaz periférica serie (SPI) en Raspberry Pi. Raspberry Pi se comunica con el dispositivo del sensor BME280 a través del bus SPI. Use el siguiente comando para editar el archivo de configuración:

sudo nano /boot/config.txt

Busque la línea:

#dtparam=spi=on

• Para descomentar la línea, elimine el # al inicio.

• Guarde los cambios (Ctrl-O, Escriba) y salga del editor (Ctrl-X).

• Para habilitar SPI, reinicie Raspberry Pi. Al reiniciar se desconecta el terminal, debe iniciar sesión de nuevo cuando se reinicie Raspberry Pi:

  sudo reboot
  

Descarga y configuración del ejemplo

Ahora puede descargar y configurar la aplicación cliente de supervisión remota en Raspberry Pi.

Instalar Node.js

Instale Node.js en Raspberry Pi. El SDK de IoT para Node.js requiere la versión 0.11.5 de Node.js o posterior. En los pasos siguientes se muestra cómo instalar Node.js v6.10.2 en Raspberry Pi:

1. Use el comando siguiente para actualizar Raspberry Pi:

   sudo apt-get update
   

2. Use el comando siguiente para descargar los archivos binarios de Node.js en Raspberry Pi:

   wget https://nodejs.org/dist/v6.10.2/node-v6.10.2-linux-armv7l.tar.gz
   

3. Use el siguiente comando para instalar los archivos binarios:

   sudo tar -C /usr/local --strip-components 1 -xzf node-v6.10.2-linux-armv7l.tar.gz
   

4. Use el comando siguiente para comprobar que ha instalado correctamente Node.js v6.10.2:

   node --version
   

Clonación de los repositorios

Si aún no lo ha hecho, clone los repositorios necesarios mediante la ejecución de los siguientes comandos en pi:

cd ~
git clone --recursive https://github.com/Azure-Samples/iot-remote-monitoring-node-raspberrypi-getstartedkit.git`

Actualización de la cadena de conexión del dispositivo

Abra el archivo de código fuente de ejemplo en el editor de nano con el comando siguiente:

nano ~/iot-remote-monitoring-node-raspberrypi-getstartedkit/basic/remote_monitoring.js

Busque la línea:

var connectionString = 'HostName=[Your IoT hub name].azure-devices.net;DeviceId=[Your device id];SharedAccessKey=[Your device key]';

Reemplaza los valores de marcador de posición por la información del dispositivo e IoT Hub que creaste y guardaste al principio de este tutorial. Guarde los cambios (Ctrl-O, Escriba) y salga del editor (Ctrl-X).

Ejecución del ejemplo

Ejecute los siguientes comandos para instalar los paquetes de requisitos previos para el ejemplo:

cd ~/iot-remote-monitoring-node-raspberrypi-getstartedkit/basic
npm install

Ahora puede ejecutar el programa de ejemplo en Raspberry Pi. Escriba el comando:

sudo node ~/iot-remote-monitoring-node-raspberrypi-getstartedkit/basic/remote_monitoring.js

El siguiente ejemplo de salida es un ejemplo de la salida que ve en el indicador de comando en el Raspberry Pi.

Presione ctrl-C para salir del programa en cualquier momento.

Visualización de la telemetría

Raspberry Pi ahora envía telemetría a la solución de supervisión remota. Puede ver la telemetría en el panel de la solución. También puede enviar mensajes a Raspberry Pi desde el panel de la solución.

• Vaya al tablero de control de la solución.
• Seleccione el dispositivo en la lista desplegable Dispositivo para ver.
• La telemetría de Raspberry Pi se muestra en el panel.

de Raspberry Pi

Operar el dispositivo

En el panel de la solución, puede invocar métodos en Raspberry Pi. Cuando Raspberry Pi se conecta a la solución de supervisión remota, envía información sobre los métodos que admite.

• En el panel de la solución, haga clic en Dispositivos para visitar la página Dispositivos. Seleccione su Raspberry Pi en la lista de dispositivos. A continuación, elija Métodos:

  

• En la página Invocar Método, elija LightBlink en la lista desplegable Método.

• Seleccione InvokeMethod. El LED conectado al Raspberry Pi parpadea varias veces. La aplicación de Raspberry Pi envía una confirmación al panel de la solución:

  

• Puede activar y desactivar el LED mediante el método ChangeLightStatus con un LightStatusValue establecido en 1 para activado o 0 para desactivado.

Pasos siguientes

Visite el Centro de desarrollo de Azure IoT para obtener más ejemplos y documentación sobre Azure IoT.