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在 IoT Central 应用程序中转换要导出的数据

项目
06/13/2023

IoT 设备发送各种格式的数据。若要在 IoT 解决方案中使用设备数据，可能需要先转换设备数据，然后再将其导出到其他服务。

本文介绍如何在 IoT Central 应用程序中将设备数据转换为数据导出定义的一部分。

使用 IoT Central 数据导出定义中的转换，可以在将设备数据导出到目标之前，先对其格式和结构进行处理。可为导出定义中的每个目标指定转换。每条消息将会经历转换，以创建要导出到目标的输出记录。

使用转换可以重新构建 JSON 有效负载、重命名字段、筛选出字段，以及对遥测值运行简单计算。例如，使用转换可将消息转换为与目标（例如 Azure 数据资源管理器表）的架构匹配的表格格式。

以下视频介绍了 IoT Central 数据转换：

添加转换

若要为数据导出中的目标添加转换，请选择“+ 转换”，如以下屏幕截图所示：

使用“数据转换”面板可以指定转换。在“1. 添加输入消息”部分，可以输入要经历转换的示例消息。还可以通过选择设备模板来生成示例消息。在“2. 生成转换查询”部分，可以输入用于转换输入消息的查询。 “3. 预览输出消息”部分显示转换结果：

提示

如果你不知道输入消息的格式，请使用 . 作为查询，将消息按原样导出到目标（例如 Webhook）。然后将 Webhook 收到的消息粘贴到 1 中。添加输入消息。然后生成一个转换查询，将此消息处理成所需的输出格式。

生成转换查询

转换引擎使用开源的 JQ JSON 处理器来重新构建和格式化 JSON 有效负载。若要指定转换，请编写一个 JQ 查询，该查询可以使用 JQ 的内置筛选器、函数和功能。有关查询示例，请参阅示例转换查询。若要详细了解如何编写 JQ 查询，请参阅 JQ 手册。

预转换消息结构

可以从 IoT Central 导出以下数据流：遥测数据、属性更改、设备连接事件、设备生命周期事件和设备模板生命周期事件。每种类型的数据都有特定的结构，其中包括遥测值、应用程序信息、设备元数据和属性值等信息。

以下示例演示了遥测消息的形状。所有这些数据都可用于转换。其他消息类型的消息结构类似，但具有某些特定于类型的字段。可以使用“添加输入消息”功能根据应用程序中的设备模板生成示例消息。

{
  "applicationId": "93d68c98-9a22-4b28-94d1-06625d4c3d0f",
  "device": {
    "id": "31edabe6-e0b9-4c83-b0df-d12e95745b9f",
    "name": "Scripted Device - 31edabe6-e0b9-4c83-b0df-d12e95745b9f",
    "cloudProperties": [],
    "properties": {
      "reported": [
        {
          "id": "urn:smartKneeBrace:Smart_Vitals_Patch_wr:FirmwareVersion:1",
          "name": "FirmwareVersion",
          "value": 1.0
        }
      ]
    },
    "templateId": "urn:sbq3croo:modelDefinition:nf7st1wn3",
    "templateName": "Smart Knee Brace"
  },
  "telemetry": [
      {
        "id": "urn:continuousPatientMonitoringTemplate:Smart_Knee_Brace_6wm:Acceleration:1",
        "name": "Acceleration",
        "value": {
          "x": 19.212770659918583,
          "y": 20.596296675217335,
          "z": 54.04859440697045
        }
      },
      {
        "id": "urn:continuousPatientMonitoringTemplate:Smart_Knee_Brace_6wm:RangeOfMotion:1",
        "name": "RangeOfMotion",
        "value": 110
      }
  ],
  "enqueuedTime": "2021-03-23T19:55:56.971Z",
  "enrichments": {
      "your-enrichment-key": "enrichment-value"
  },
  "messageProperties": {
      "prop1": "prop-value"
  },
  "messageSource": "telemetry"
}

提示

使用 IoT Central 应用程序 UI 中的“添加输入消息”功能查看其他数据导出类型（例如属性更改）的示例消息结构。

示例转换查询

以下查询示例使用上一部分中显示的遥测消息。

示例 1：以下 JQ 查询将输入消息中的每项遥测数据作为单独的输出消息输出：

.telemetry[]

JSON 输出：

{
  "id": "urn:continuousPatientMonitoringTemplate:Smart_Knee_Brace_6wm:Acceleration:1",
  "name": "Acceleration",
  "value": {
    "x": 19.212770659918583,
    "y": 20.596296675217335,
    "z": 54.04859440697045
  }
},
{
  "id": "urn:continuousPatientMonitoringTemplate:Smart_Knee_Brace_6wm:RangeOfMotion:1",
  "name": "RangeOfMotion",
  "value": 110
}

提示

若要将输出更改为包含遥测类型数组的单个消息，请使用查询 .telemetry。

示例 2：以下 JQ 查询将输入遥测数组转换为以遥测名称作为键的对象：

.telemetry | map({ key: .name, value: .value }) | from_entries

JSON 输出：

{
  "Acceleration": {
    "x": 19.212770659918583,
    "y": 20.596296675217335,
    "z": 54.04859440697045
  },
  "RangeOfMotion": 110
}

示例 3：以下 JQ 查询查找 RangeOfMotion 遥测值，并使用公式 rad = degree * pi / 180 将其从度转换为弧度。此查询还演示如何导入和使用 iotc 模块：

import "iotc" as iotc;
{
  rangeOfMotion: (
    .telemetry
    | iotc::find(.name == "RangeOfMotion").value
    | . * 3.14159265358979323846 / 180
  )
}

JSON 输出：

{
  "rangeOfMotion": 1.9198621771937625
}

示例 4：若要将输入消息处理成表格格式，可将每条导出的消息映射到一个或多个行。行输出在逻辑上表示为一个 JSON 对象，其中的列名是键，列值是值：

{
    "<column 1 name>": "<column 1 value>",
    "<column 2 name>": "<column 2 value>",
    ...
}

提示

导出到 Azure 数据资源管理器时使用表格格式。

以下 JQ 查询将行写入到跨不同设备存储 rangeOfMotion 遥测数据的表。该查询将设备 ID、排队时间和运动范围映射到包含以下列的表：

import "iotc" as iotc;
{
    deviceId: .deviceId,
    timestamp: .enqueuedTime,
    rangeOfMotion: .telemetry | iotc::find(.name == "RangeOfMotion").value
}

JSON 格式的输出：

{
  "deviceId": "31edabe6-e0b9-4c83-b0df-d12e95745b9f",
  "timestamp": "2021-03-23T19:55:56.971Z",
  "rangeOfMotion": 110
}

IoT Central 模块

JQ 模块是自定义函数的集合。作为转换查询的一部分，可以导入一个内置的 IoT Central 特定模块，其中包含使你可以更轻松地编写查询的函数。若要导入 IoT Central 模块，请使用以下指令：

import "iotc" as iotc;

IoT Central 模块包括以下函数：

find(expression)：使用 find 函数可以查找特定的数组元素，例如有效负载中的遥测值或属性条目。函数输入是一个数组，参数定义了一个针对数组中每个元素运行的 JQ 筛选器。函数返回筛选器计算结果为 true 的每个数组元素：

例如，若要查找名为 RangeOfMotion 的特定遥测值，请运行：

.telemetry | iotc::find(.name == "RangeOfMotion")

方案

以下方案使用转换功能为特定目标自定义设备数据格式。

方案 1：将设备数据导出到 Azure 数据资源管理器

此方案将转换设备数据以匹配 Azure 数据资源管理器中的固定架构，其中每个遥测值显示为表中的列，每行代表一条消息。例如：

DeviceId	Timestamp	T1	T2	T3
"31edabe6-e0b9-4c83-b0df-d12e95745b9f"	"2021-03-23T19:55:56.971Z	1.18898	1.434709	2.97008

若要导出与此表兼容的数据，每个导出的消息必须类似于以下对象。该对象表示单个行，其中的键是列名，值是要放在每个列中的值：

{
    "Timestamp": <value-of-Timestamp>,
    "DeviceId": <value-of-deviceId>,
    "T1": <value-of-T1>,
    "T2": <value-of-T2>,
    "T3": <value-of-T3>,
}

在此方案中，设备在以下示例所示的输入消息中发送 t1、t2 和 t3 遥测值：

{
  "applicationId": "c57fe8d9-d15d-4659-9814-d3cc38ca9e1b",
  "enqueuedTime": "1933-01-26T03:10:44.480001324Z",
  "messageSource": "telemetry",
  "telemetry": [
    {
      "id": "dtmi:temperaturesensor288:sensors1lr:t1;1",
      "name": "t1",
      "value": 1.1889838348731093e+308
    },
    {
      "id": "dtmi:temperaturesensor288:sensors1lr:t2;1",
      "name": "t2",
      "value": 1.4347093391531383e+308
    },
    {
      "id": "dtmi:temperaturesensor288:sensors1lr:t3;1",
      "name": "t3",
      "value": 2.9700885230380616e+307
    }
  ],
  "device": {
    "id": "oozrnl1zs857",
    "name": "haptic alarm",
    "templateId": "dtmi:modelDefinition:nhhbjotee:qytxnp8hi",
    "templateName": "hapticsensors",
    "properties": {
      "reported": []
    },
    "cloudProperties": [],
    "simulated": true,
    "approved": false,
    "blocked": false,
    "provisioned": true
  }
}

以下 JQ 查询输出 T1、T2 和 T3 遥测值，并输出 Timestamp 和 deviceId 作为消息，其中包含与 Azure 数据资源管理器表架构匹配的键值对：

import "iotc" as iotc;
{
  deviceId: .device.id,
  Timestamp: .enqueuedTime,
  T1: .telemetry | iotc::find(.name == "t1").value,
  T2: .telemetry | iotc::find(.name == "t2").value,
  T3: .telemetry | iotc::find(.name == "t3").value,
}

JSON 输出：

{
  "T1": 1.1889838348731093e+308,
  "T2": 1.4347093391531383e+308,
  "T3": 2.9700885230380616e+307,
  "Timestamp": "1933-01-26T03:10:44.480001324Z",
  "deviceId": "oozrnl1zs857"
}

若要详细了解如何将 Azure 数据资源管理器群集和数据库添加为导出目标，请参阅创建 Azure 数据资源管理器目标。

方案 2：分解遥测数组

在此方案中，设备将在一条消息中发送以下遥测数组：

{
  "applicationId": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
  "enqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
  "messageSource": "telemetry",
  "telemetry": [
    {
      "id": "dtmi:sample1:data;1",
      "name": "data",
      "value": [
        {
          "id": "subdevice1",
          "values": {
              "running": true,
              "cycleCount": 2315
          }
        },
        {
          "id": "subdevice2",
          "values": {
              "running": false,
              "cycleCount": 824567
          }
        }
      ]
    },
    {
      "id": "dtmi:sample1:parentStatus;1",
      "name": "parentStatus",
      "value": "healthy"
    }
  ],
  "device": {
    "id": "9xwhr7khkfri",
    "name": "wireless port",
    "templateId": "dtmi:hpzy1kfcbt2:umua7dplmbd",
    "templateName": "Smart Vitals Patch",
    "properties": {
      "reported": [
        {
          "id": "dtmi:sample1:prop;1",
          "name": "Connectivity",
          "value": "Tenetur ut quasi minus ratione voluptatem."
        }
      ]
    },
    "cloudProperties": [],
    "simulated": true,
    "approved": true,
    "blocked": false,
    "provisioned": false
  }
}

你想要转换此设备数据以匹配以下表架构：

cycleCount	deviceId	enqueuedTime	parentStatus	“正在运行”	subdeviceId
2315	"9xwhr7khkfri"	"1909-10-10T07:11:56.078161042Z"	"healthy"	是	"subdevice1"
824567	"9xwhr7khkfri"	"1909-10-10T07:11:56.078161042Z"	"healthy"	false	"subdevice2"

以下 JQ 查询为消息中的每个子设备条目创建单独的输出消息，并包括来自基本消息和父设备的一些通用信息。此查询平展输出，并分离出作为单个消息到达的数据中的逻辑分区：

import "iotc" as iotc;
{
    enqueuedTime: .enqueuedTime,
    deviceId: .device.id,
    parentStatus: .telemetry | iotc::find(.name == "parentStatus").value
} + (
    .telemetry
    | iotc::find(.name == "data").value[]
    | {
        subdeviceId: .id,
        running: .values.running,
        cycleCount: .values.cycleCount
    }
)

JSON 输出：

{
    "cycleCount": 2315,
    "deviceId": "9xwhr7khkfri",
    "enqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
    "parentStatus": "healthy",
    "running": true,
    "subdeviceId": "subdevice1"
},
{
    "cycleCount": 824567,
    "deviceId": "9xwhr7khkfri",
    "enqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
    "parentStatus": "healthy",
    "running": false,
    "subdeviceId": "subdevice2"
}

方案 3：Power BI 流式处理

使用 Power BI 实时流式处理功能，可以在仪表板中以较低的延迟查看实时更新的数据。有关详细信息，请参阅 Power BI 中的实时流式处理。

若要将 IoT Central 与 Power BI 流式处理结合使用，请设置以特定格式发送请求正文的 Webhook 导出。此示例假设你有一个采用以下架构的 Power BI 流式处理数据集：


  {
    "bloodPressureDiastolic": 161438124,
    "bloodPressureSystolic": -966387879,
    "deviceId": "9xwhr7khkfri",
    "deviceName": "wireless port",
    "heartRate": -633994413,
    "heartRateVariability": -37514094,
    "respiratoryRate": 1582211310,
    "timestamp": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z"
  }

若要创建 webhook 导出目标，需要 Power BI 流式处理数据集的 REST API URL 终结点。

在此方案中，设备将发送以下示例所示的遥测消息：

{
  "applicationId": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
  "enqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
  "messageSource": "telemetry",
  "telemetry": [
    {
      "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:HeartRate;1",
      "name": "HeartRate",
      "value": -633994413
    },
    {
      "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:RespiratoryRate;1",
      "name": "RespiratoryRate",
      "value": 1582211310
    },
    {
      "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:HeartRateVariability;1",
      "name": "HeartRateVariability",
      "value": -37514094
    },
    {
      "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:BodyTemperature;1",
      "name": "BodyTemperature",
      "value": 5.323322666478241e+307
    },
    {
      "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:FallDetection;1",
      "name": "FallDetection",
      "value": "Earum est nobis at voluptas id qui."
    },
    {
      "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:BloodPressure;1",
      "name": "BloodPressure",
      "value": {
        "Diastolic": 161438124,
        "Systolic": -966387879
      }
    }
  ],
  "device": {
    "id": "9xwhr7khkfri",
    "name": "wireless port",
    "templateId": "dtmi:hpzy1kfcbt2:umua7dplmbd",
    "templateName": "Smart Vitals Patch",
    "properties": {
      "reported": [
        {
          "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_wr:DeviceStatus;1",
          "name": "DeviceStatus",
          "value": "Id optio iste vero et neque sit."
        }
      ]
    },
    "cloudProperties": [],
    "simulated": true,
    "approved": true,
    "blocked": false,
    "provisioned": false
  }
}

以下 JQ 查询将输入消息转换为合适的格式，使 Webhook 可将其发送到 Power BI 流式处理数据集。此示例包含一个筛选条件，以便仅输出特定设备模板的消息。可以使用数据导出筛选器功能按设备模板进行筛选：

import "iotc" as iotc;
if .device.templateId == "dtmi:hpzy1kfcbt2:umua7dplmbd" then 
    {
        deviceId: .device.id,
        timestamp: .enqueuedTime,
        deviceName: .device.name,
        bloodPressureSystolic: .telemetry | iotc::find(.name == "BloodPressure").value.Systolic,
        bloodPressureDiastolic: .telemetry | iotc::find(.name == "BloodPressure").value.Diastolic,
        heartRate: .telemetry | iotc::find(.name == "HeartRate").value,
        heartRateVariability: .telemetry | iotc::find(.name == "HeartRateVariability").value,
        respiratoryRate: .telemetry | iotc::find(.name == "RespiratoryRate").value
    }
else
    empty
end

JSON 输出：

{
  "bloodPressureDiastolic": 161438124,
  "bloodPressureSystolic": -966387879,
  "deviceId": "9xwhr7khkfri",
  "deviceName": "wireless port",
  "heartRate": -633994413,
  "heartRateVariability": -37514094,
  "respiratoryRate": 1582211310,
  "timestamp": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z"
}

方案 4：将数据导出到 Azure 数据资源管理器并在 Power BI 中可视化

此方案将数据导出到 Azure 数据资源管理器，然后使用连接器在 Power BI 中可视化数据。若要详细了解如何将 Azure 数据资源管理器群集和数据库添加为导出目标，请参阅创建 Azure 数据资源管理器目标。

此方案使用采用以下架构的 Azure 数据资源管理器表：

.create table smartvitalspatch (
  EnqueuedTime:datetime,
  Message:string,
  Application:string,
  Device:string,
  Simulated:boolean,
  Template:string,
  Module:string,
  Component:string,
  Capability:string,
  Value:dynamic
)

在此方案中，设备将发送以下示例所示的遥测消息：

{
    "applicationId": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
    "enqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
    "messageSource": "telemetry",
    "telemetry": [
        {
            "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:HeartRate;1",
            "name": "HeartRate",
            "value": -633994413
        },
        {
            "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:RespiratoryRate;1",
            "name": "RespiratoryRate",
            "value": 1582211310
        },
        {
            "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:HeartRateVariability;1",
            "name": "HeartRateVariability",
            "value": -37514094
        },
        {
            "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:BodyTemperature;1",
            "name": "BodyTemperature",
            "value": 5.323322666478241e+307
        },
        {
            "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:FallDetection;1",
            "name": "FallDetection",
            "value": "Earum est nobis at voluptas id qui."
        },
        {
            "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_37p:BloodPressure;1",
            "name": "BloodPressure",
            "value": {
                "Diastolic": 161438124,
                "Systolic": -966387879
            }
        }
    ],
    "device": {
        "id": "9xwhr7khkfri",
        "name": "wireless port",
        "templateId": "dtmi:hpzy1kfcbt2:umua7dplmbd",
        "templateName": "Smart Vitals Patch",
        "properties": {
            "reported": [
                {
                    "id": "dtmi:smartVitalsPatch:Smart_Vitals_Patch_wr:DeviceStatus;1",
                    "name": "DeviceStatus",
                    "value": "Id optio iste vero et neque sit."
                }
            ]
        },
        "cloudProperties": [],
        "simulated": true,
        "approved": true,
        "blocked": false,
        "provisioned": false
    }
}

以下 JQ 查询将输入消息转换为针对每个遥测值的单独输出消息。此项转换生成与 Azure 数据资源管理器表架构匹配的输出。该转换使用实体-属性-值架构，其中每行包含单个遥测值，遥测的名称是同一行的单独列中的值：

. as $in | .telemetry[] | {
  EnqueuedTime: $in.enqueuedTime,
  Message: $in.messageId,
  Application: $in.applicationId,
  Device: $in.device.id,
  Simulated: $in.device.simulated,
  Template: ($in.device.templateName // ""),
  Module: ($in.module // ""),
  Component: ($in.component // ""),
  Capability: .name,
  Value: .value
}

JSON 输出：

{
  "Application": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
  "Capability": "HeartRate",
  "Component": "",
  "Device": "9xwhr7khkfri",
  "EnqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
  "Message": null,
  "Module": "",
  "Simulated": true,
  "Template": "Smart Vitals Patch",
  "Value": -633994413
},
{
  "Application": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
  "Capability": "RespiratoryRate",
  "Component": "",
  "Device": "9xwhr7khkfri",
  "EnqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
  "Message": null,
  "Module": "",
  "Simulated": true,
  "Template": "Smart Vitals Patch",
  "Value": 1582211310
},
{
  "Application": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
  "Capability": "HeartRateVariability",
  "Component": "",
  "Device": "9xwhr7khkfri",
  "EnqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
  "Message": null,
  "Module": "",
  "Simulated": true,
  "Template": "Smart Vitals Patch",
  "Value": -37514094
},
{
  "Application": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
  "Capability": "BodyTemperature",
  "Component": "",
  "Device": "9xwhr7khkfri",
  "EnqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
  "Message": null,
  "Module": "",
  "Simulated": true,
  "Template": "Smart Vitals Patch",
  "Value": 5.323322666478241e+307
},
{
  "Application": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
  "Capability": "FallDetection",
  "Component": "",
  "Device": "9xwhr7khkfri",
  "EnqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
  "Message": null,
  "Module": "",
  "Simulated": true,
  "Template": "Smart Vitals Patch",
  "Value": "Earum est nobis at voluptas id qui."
},
{
  "Application": "570c2d7b-d72e-4ad1-aaf4-ad9b727daa47",
  "Capability": "BloodPressure",
  "Component": "",
  "Device": "9xwhr7khkfri",
  "EnqueuedTime": "1909-10-10T07:11:56.078161042Z",
  "Message": null,
  "Module": "",
  "Simulated": true,
  "Template": "Smart Vitals Patch",
  "Value": {
      "Diastolic": 161438124,
      "Systolic": -966387879
  }
}

输出数据将导出到 Azure 数据资源管理器群集。若要在 Power BI 中可视化导出的数据，请完成以下步骤：

安装 Power BI 应用程序。可以从使用 Power BI Desktop 从数据中找到见解，然后采取行动下载桌面版 Power BI 应用程序。
从 GitHub 下载 Power BI Desktop IoT Central ADX Connector.pbit 文件。
使用 Power BI Desktop 应用打开在上一步骤中下载的“IoT Central ADX Connector.pbit”文件。出现提示时，请输入前面记下的 Azure 数据资源管理器群集、数据库和表信息。

现在，可以在 Power BI 中可视化数据：

Screenshot of Power BI report that shows data from IoT Central.

后续步骤

知道如何在 IoT Central 中转换数据后，建议接下来了解如何在 IoT Central 中使用分析。

在 IoT Central 应用程序中转换要导出的数据

添加转换

生成转换查询

预转换消息结构

示例转换查询

IoT Central 模块

方案

方案 1：将设备数据导出到 Azure 数据资源管理器

方案 2：分解遥测数组

方案 3：Power BI 流式处理

方案 4：将数据导出到 Azure 数据资源管理器并在 Power BI 中可视化

后续步骤

其他资源