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了解和调用 IoT 中心的直接方法

项目
05/08/2024

IoT 中心直接方法使你能够从云中远程调用设备上的调用。直接方法遵循请求-响应模式，适用于需要立即确认其结果的通信。例如对设备的交互式控制，如打开风扇。此功能用于即时操作过程不同的情况，即时操作的不同取决于设备能否响应。

注意

本文所述的功能只能用于 IoT 中心的标准层。有关 IoT 中心基本层和标准/免费层的详细信息，请参阅选择适合你的解决方案的 IoT 中心层。

每个设备方法针对一个设备。如果你希望对多个设备调用直接方法，或者为已断开连接的设备计划方法调用，请参阅在多个设备上计划作业。

只要拥有 IoT 中心的“服务连接”权限，任何人都可以调用设备上的方法。

如果你在使用所需属性、直接方法或云到设备消息方面有任何疑问，请参阅云到设备通信指导。

方法生命周期

直接方法在设备上实现，可能需要在方法有效负载中进行 0 次或 0 次以上的输入才能正确地实例化。可以通过面向服务的 URI ({iot hub}/twins/{device id}/methods/) 调用直接方法。设备通过特定于设备的 MQTT 主题 ($iothub/methods/POST/{method name}/) 或通过 AMQP 链接（IoThub-methodname 和 IoThub-status 应用程序属性）接收直接方法。

备注

调用设备上的直接方法时，属性名称和值只能包含 US-ASCII 可打印字母数字，但下列组中的任一项除外：$ ( ) < > @ , ; : \ " / [ ] ? = { } SP HT

直接方法是同步的，在超时期限（默认值：30 秒；可设置值为 5 到 300 秒）过后，其结果不是成功就是失败。直接方法适用于交互式场景，即当且仅当设备处于联机状态且可接收命令时，用户希望设备做出响应。例如，打开手机的灯。在此类方案中，用户需要立即看到结果是成功还是失败，以便云服务可以尽快根据结果进行操作。设备可能会返回某些消息正文作为方法的结果，但这不是必需的。无法保证基于方法调用的排序或者任何并发语义。

直接方法从云端只能通过 HTTPS 调用，从设备端可以通过 MQTT、AMQP、基于 WebSocket 的 MQTT 或基于 WebSockets 的 AMQP 调用。

方法请求和响应的有效负载为最大 128 KB 的 JSON 文档。

从后端应用调用直接方法

若要从后端应用调用直接方法，请使用 Invoke 设备方法 REST API 或 IoT 中心服务 SDK 中的等效方法。

方法调用

设备上的直接方法调用是 HTTPS 调用，它由以下项构成：

特定于设备的请求 URI 以及 API 版本：

https://fully-qualified-iothubname.azure-devices.net/twins/{deviceId}/methods?api-version=2021-04-12

POST 方法
标头，包含身份验证、内容类型和内容编码。

透明的 JSON 正文，采用以下格式：

{
    "connectTimeoutInSeconds": 200,
    "methodName": "reboot",
    "responseTimeoutInSeconds": 200,
    "payload": {
        "input1": "someInput",
        "input2": "anotherInput"
    }
}

在请求中作为 responseTimeoutInSeconds 提供的值是 IoT 中心服务在设备上执行直接方法所需等待的时间。将此超时设置为至少与设备的直接方法的预期执行时间一样长。如果未提供超时，则使用默认值：30 秒。 responseTimeoutInSeconds 的最小值和最大值分别为 5 秒和 300 秒。

在请求中作为 connectTimeoutInSeconds 提供的值是在调用直接方法后，IoT 中心服务等待断开连接的服务进入联机状态所需的时间。默认值为 0，表示在调用直接方法时，设备必须已处于联机状态。 connectTimeoutInSeconds 的最大值为 300 秒。

示例

此示例发起一个请求，以调用已注册到 Azure IoT 中心的 IoT 设备上的直接方法。

若要开始，请使用适用于 Azure CLI 的 Microsoft Azure IoT 扩展创建 SharedAccessSignature。

az iot hub generate-sas-token -n <iothubName> --du <duration>

接下来，将 Authorization 标头替换为新生成的 SharedAccessSignature，然后修改 iothubName、deviceId、methodName 和 payload 参数，使之与下面的示例 curl 命令中的实现匹配。

curl -X POST \
  https://<iothubName>.azure-devices.net/twins/<deviceId>/methods?api-version=2021-04-12\
  -H 'Authorization: SharedAccessSignature sr=iothubname.azure-devices.net&sig=x&se=x&skn=iothubowner' \
  -H 'Content-Type: application/json' \
  -d '{
    "methodName": "reboot",
    "responseTimeoutInSeconds": 200,
    "payload": {
        "input1": "someInput",
        "input2": "anotherInput"
    }
}'

执行修改后的命令以调用指定的直接方法。成功的请求将返回 HTTP 200 状态代码。

注意

上面的示例演示如何调用设备上的直接方法。若要调用 IoT Edge 模块中的直接方法，请修改 URL 请求以包括 /modules/<moduleName>，如下所示：

https://<iothubName>.azure-devices.net/twins/<deviceId>/modules/<moduleName>/methods?api-version=2021-04-12

响应

后端应用接收响应，响应由以下项构成：

HTTP 状态代码：
- 200 表示成功执行直接方法；
- 404 表示设备 ID 无效，或者设备在调用直接方法后 connectTimeoutInSeconds 秒内未联机（请使用伴随的错误消息来了解根本原因）；
- 504 表示由于设备在 responseTimeoutInSeconds 秒内未响应直接方法调用而导致网关超时。
标头，包含请求 ID、内容类型和内容编码。
采用以下格式的 JSON 正文：
```
{
    "status" : 201,
    "payload" : {...}
}
```
status 和 payload 均由设备提供，用于应对设备自身的状态代码和方法响应。

IoT Edge 模块的方法调用

调用模块上的直接方法受调用模块方法 REST API 或者 IoT 中心服务 SDK 中的等效方法支持。

使用 REST API 时，moduleId 将与请求 URI 中的 deviceId 一起传递；使用服务 SDK 时，作为参数传递。例如 https://<iothubName>.azure-devices.net/twins/<deviceId>/modules/<moduleName>/methods?api-version=2021-04-12。请求正文和响应类似于设备上调用的直接方法。

处理针对设备的直接方法

在 IoT 设备上，可以通过 MQTT、AMQP 或 WebSocket 上的任一协议接收直接方法。 IoT 中心设备 SDK 可帮助接收和响应设备上的直接方法，而无需担心基础协议详细信息。

MQTT

以下部分适用于 MQTT 协议。若要详细了解如何将 MQTT 协议直接用于IoT 中心，请参阅 MQTT 协议支持。

方法调用

设备通过 MQTT 主题接收直接方法请求：$iothub/methods/POST/{method name}/?$rid={request id}。但是，request id 由 IoT 中心生成，并且无法提前知道，因此请订阅 $iothub/methods/POST/#，然后根据设备支持的方法名称筛选传递的消息。（你将使用 request id 响应。）

设备接收的正文采用以下格式：

{
    "input1": "someInput",
    "input2": "anotherInput"
}

方法请求为 QoS 0。

响应

设备将响应发送到 $iothub/methods/res/{status}/?$rid={request id}，其中：

status 属性是设备提供的方法执行状态。
$rid 属性是从 IoT 中心接收的方法调用中的请求 ID。请求 ID 是一个十六进制格式的值。

正文由设备设置，可以是任何状态。

AMQP

以下部分适用于 AMQP 协议。若要详细了解如何将 AMQP 协议直接用于 IoT 中心，请参阅 AMQP 协议支持。

方法调用

设备通过在地址 amqps://{hostname}:5671/devices/{deviceId}/methods/deviceBound 上创建一个接收链接以接收直接方法请求。

AMQP 消息会到达表示方法请求的接收链接。它包含以下部分：

相关 ID 属性，其中包含一个应与相应的方法响应被传回的请求 ID。
名为 IoThub-methodname 的一个应用程序属性，其中包含调用的方法名称。
AMQP 消息正文，其中包含作为 JSON 的方法有效负载。

响应

设备会创建一个发送链接以在 amqps://{hostname}:5671/devices/{deviceId}/methods/deviceBound 地址上返回方法响应。

方法的响应在发送链接上返回，并已按以下内容结构化：

相关 ID 属性，其中包含在方法的请求消息中传递的请求 ID。
名为 IoThub-status 的一个应用程序属性，其中包含用户提供的方法状态。
AMQP 消息正文，其中包含作为 JSON 的方法响应。

后续步骤

了解如何使用直接方法后，可根据兴趣参阅以下 IoT 中心开发人员指南文章：

在多台设备上计划作业
Azure IoT 设备和服务 SDK 列出了开发与 IoT 中心交互的设备和服务应用时可使用的各种语言 SDK。
设备孪生、作业和消息路由的 IoT 中心查询语言介绍了可用于从 IoT 中心检索设备孪生和作业相关信息的 IoT 中心查询语言。

通过

了解和调用 IoT 中心的直接方法

方法生命周期

从后端应用调用直接方法

方法调用

示例

响应

IoT Edge 模块的方法调用

处理针对设备的直接方法

MQTT

方法调用

响应

AMQP

方法调用

响应

后续步骤

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