IoT Central 的裝置實作和最佳做法

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本文提供如何實作連線到IoT Central應用程式的裝置的相關信息。 它也包含一些最佳做法。 若要深入瞭解整體連線程式，請參閱 連線 裝置。

如需範例裝置實作程序代碼，請參閱 教學課程：建立用戶端應用程式並將其連線至 Azure IoT Central 應用程式。

實作裝置

線上到 IoT Central 的裝置應遵循 IoT 隨插即用 慣例。 其中一種慣例是裝置應該在連線時傳送 所實作之裝置型號的型號標識碼 。 模型標識碼可讓IoT Central 應用程式將裝置指派給正確的裝置範本。

IoT Central 裝置範本包含模型，指定該類型裝置應實作的行為。 行為包括遙測、屬性和命令。

每個模型都有唯 一的數字對應項模型識別碼 （DTMI），例如 dtmi:com:example:Thermostat;1。 當裝置連線到IoT Central時，它會傳送其實作之模型的 DTMI。 接著，IoT Central 可以將正確的裝置範本指派給裝置。

IoT 隨插即用 會定義裝置實作數字對應項定義語言 （DTDL） 模型時應遵循的一組慣例。

Azure IoT 裝置 SDK 支援 IoT 隨插即用慣例。

裝置型號

裝置模型是使用 DTDL V2 模型語言來定義。 這個語言可讓您定義：

  • 裝置傳送的遙測。 定義包含遙測的名稱和數據類型。 例如，裝置會將溫度遙測傳送為雙精度浮點數。
  • 裝置向IoT Central報告的屬性。 屬性定義包含其名稱和數據類型。 例如，裝置會將閥的狀態報告為布爾值。
  • 裝置可以從IoT Central接收的屬性。 您可以選擇性地將屬性標示為可寫入。 例如，IoT Central 會將目標溫度當做雙精度浮點數傳送至裝置。
  • 裝置所回應的命令。 定義包含命令的名稱，以及任何參數的名稱和數據類型。 例如，裝置會回應重新啟動命令，指定重新啟動前要等候的秒數。

注意

IoT Central 會定義 DTDL v2 語言的一些延伸模組。 若要深入瞭解，請參閱 IoT Central擴充功能。

DTDL 模型可以是 無元件 或 多元件 模型：

  • 無元件模型：簡單模型不使用內嵌或串聯元件。 所有遙測、屬性和命令都會定義單 一根元件。 如需範例，請參閱 控溫器 模型。
  • 多元件模型。 更複雜的模型，其中包含兩個或多個元件。 這些元件包括單一根元件，以及一或多個巢狀元件。 如需範例，請參閱 溫度控制器 模型。

提示

您可以將 完整的裝置型號或個別介面 從 IoT Central 裝置樣本匯入和匯出為 DTDL v2 檔案。

若要深入瞭解裝置型號，請參閱 IoT 隨插即用 模型化指南

慣例

當裝置與IoT Central交換數據時，裝置應遵循 IoT 隨插即用慣例。 慣例包括：

  • 線上到 IoT Central 時，傳送 DTMI。
  • 將格式正確的 JSON 承載和元數據傳送至 IoT Central。
  • 從 IoT Central 正確回應可寫入的屬性和命令。
  • 遵循元件命令的命名慣例。

注意

目前，IoT Central 並不完全支援 DTDL 陣列 和 地理空間 數據類型。

若要深入瞭解 IoT 隨插即用 慣例，請參閱 IoT 隨插即用 慣例。

若要深入瞭解裝置與IoT Central交換的JSON訊息格式，請參閱 遙測、屬性和命令承載。

裝置 SDK

使用其中 一個 Azure IoT 裝置 SDK 來實作裝置的行為。 程式代碼應該：

  • 向 DPS 註冊裝置，並使用來自 DPS 的資訊，連線到 IoT Central 應用程式中的內部 IoT 中樞。
  • 宣佈裝置所實作之模型的 DTMI。
  • 以裝置模型指定的格式傳送遙測。 IoT Central 會使用裝置範本中的模型來判斷如何使用遙測進行視覺效果和分析。
  • 同步處理裝置與IoT Central之間的屬性值。 模型會指定屬性名稱和數據類型，讓IoT Central可以顯示資訊。
  • 為模型中指定的命令實作命令處理程式。 該模型指定裝置應使用的命令名稱和參數。

如需裝置範本角色的詳細資訊，請參閱 什麼是裝置範本？。

下表摘要說明 Azure IoT Central 裝置功能如何對應至 IoT 中樞 功能：

Azure IoT Central Azure IoT 中樞
遙測 裝置到雲端傳訊
離線命令 雲端到裝置傳訊
屬性 裝置對應項報告屬性
屬性 （可寫入） 裝置對應項所需和報告屬性
Command 直接方法

通訊協定

裝置可用來連線到IoT Central的通訊協定包括 MQTT、AMQP 和 HTTPS。 在內部，IoT Central 會使用IoT中樞來啟用裝置連線。 如需 IoT 中樞 支援裝置連線之通訊協定的詳細資訊，請參閱選擇通訊協定。

如果您的裝置無法使用任何支援的通訊協定，請使用 Azure IoT Edge 進行通訊協議轉換。 IoT Edge 支援其他邊緣智慧案例，以從 Azure IoT Central 應用程式卸載處理。

遙測時間戳

根據預設，IoT Central 會在儀錶板和圖表上顯示遙測時，使用訊息加入佇列的時間。 IoT Central 從裝置接收訊息時，會在內部設定訊息加入佇列的時間。

裝置可以在建立要傳送至IoT Central的訊息時設定 iothub-creation-time-utc 屬性。 如果此屬性存在，IoT Central 會在儀錶板和圖表上顯示遙測時使用它。

您可以從IoT Central 應用程式匯出遙測時，匯出加入佇列的時間和 iothub-creation-time-utc 屬性。

若要深入瞭解訊息屬性，請參閱裝置到雲端的系統屬性 IoT 中樞 訊息。

最佳作法

這些建議示範如何實作裝置，以利用 IoT Central中的內建高可用性、災害復原和自動調整 。

處理連線失敗

為了調整或災害復原的目的，IoT Central 可能會更新其基礎 IoT 中樞。 若要維護連線，您的裝置程式代碼應該藉由建立與新 IoT 中樞 端點的連線，來處理特定的連線錯誤。

如果裝置在連線時收到下列任何錯誤，則應使用 DPS 重新佈建裝置，以取得新的 連接字串。 這些錯誤表示 連接字串 不再有效：

  • 無法連線 IoT 中樞 端點。
  • 過期的安全性令牌。
  • IoT 中樞中的裝置已停用。

如果裝置在連線時收到下列任何錯誤，則應該使用退後策略重試連線。 這些錯誤表示 連接字串 仍然有效，但暫時性狀況正在停止裝置連線：

  • 操作員封鎖的裝置。
  • 來自服務的內部錯誤 500。

若要深入瞭解裝置錯誤碼，請參閱 針對裝置連線進行疑難解答。

若要深入瞭解如何實作自動重新連線，請參閱 管理裝置重新連線以建立復原的應用程式。

測試故障轉移功能

Azure CLI 可讓您測試裝置程式代碼的故障轉移功能。 CLI 命令的運作方式是暫時將裝置註冊切換至不同的內部IoT中樞。 若要確認裝置故障轉移是否正常運作，請檢查裝置是否仍會傳送遙測並回應命令。

若要執行裝置的故障轉移測試，請執行下列命令：

az iot central device manual-failover \
    --app-id {Application ID of your IoT Central application} \
    --device-id {Device ID of the device you're testing} \
    --ttl-minutes {How to wait before moving the device back to it's original IoT hub}

提示

若要尋找 應用程式識別碼，請流覽至 IoT Central應用程式中的應用程式 > 管理 。

如果命令成功，您會看到類似下列範例的輸出：

Command group 'iot central device' is in preview and under development. Reference and support levels: https://aka.ms/CLI_refstatus
{
  "hubIdentifier": "6bd4...bafa",
  "message": "Success! This device is now being failed over. You can check your device'’'s status using 'iot central device registration-info' command. The device will revert to its original hub at Tue, 18 May 2021 11:03:45 GMT. You can choose to failback earlier using device-manual-failback command. Learn more: https://aka.ms/iotc-device-test"
}

若要深入瞭解 CLI 命令，請參閱 az iot central device manual-failover。

您現在可以檢查來自裝置的遙測仍會連線到您的 IoT Central 應用程式。

提示

若要查看以各種程式設計語言處理故障轉移的範例裝置程式代碼，請參閱 IoT Central高可用性用戶端。

下一步

一些建議的後續步驟是：