排程及廣播作業 (Node.js)

發行項
10/01/2024

使用 Azure IoT 中樞排程和追蹤會更新數百萬部裝置的作業。使用作業以：

更新所需屬性
更新標籤
叫用直接方法

就概念而言，作業會包裝上述其中一個動作，然後針對由裝置對應項 (twin) 查詢所定義的一組裝置，追蹤執行進度。例如，後端應用程式可以在 10,000 個裝置上使用作業叫用重新啟動方法，此方法由裝置對應項查詢指定並排定在未來執行。接著，該應用程式可以追蹤每個這些裝置接收和執行重新啟動方法的進度。

從下列文章深入了解這當中的每一項功能：

裝置對應項和屬性：開始使用裝置對應項和了解並使用 IoT 中樞中的裝置對應項屬性
直接方法：IoT 中樞開發人員指南 - 直接方法 (部分機器翻譯)

注意

本文中所述的功能僅適用於 IoT 中樞的標準層。如需基本和標準/免費 IoT 中樞層的詳細資訊，請參閱選擇適合您解決方案的 IoT 中樞層 (部分機器翻譯)。

本文說明如何建立兩個 Node.js 應用程式：

Node.js 模擬裝置應用程式 simDevice.js，其實作 lockDoor 直接方法，後端應用程式可呼叫此方法。
Node.js 主控台應用程式 scheduleJobService.js，其會建立兩個作業。一個作業會呼叫 lockDoor 直接方法，而另一個作業會將所需的屬性更新傳送至多個裝置。

注意

如需可用來建置裝置和後端應用程式的 SDK 工具詳細資訊，請參閱 Azure IoT SDK。

必要條件

Azure 訂用帳戶中的 IoT 中樞。如果您還沒有中樞，可遵循建立 IoT 中樞中的步驟。
在 IoT 中樞內註冊的裝置。如果 IoT 中樞中沒有裝置，請遵循註冊裝置中的步驟。
Node.js 10.0.x 版或更新版本。準備開發環境說明如何在 Windows 或 Linux 上安裝本文的 Node.js。
請確定您的防火牆已開啟連接埠 8883。本文中的裝置範例會使用 MQTT 通訊協定，其會透過連接埠 8883 進行通訊。某些公司和教育網路環境可能會封鎖此連接埠。如需此問題的詳細資訊和解決方法，請參閱連線至 IoT 中樞 (MQTT)。

建立模擬裝置應用程式

在本節中，您建立 Node.js 主控台應用程式，回應雲端所呼叫的直接方法，可觸發模擬的 lockDoor 方法。

重要

本文包含使用共用存取簽章 (也稱為對稱金鑰驗證) 連線裝置的步驟。此驗證方法方便進行測試和評估，但使用 X.509 憑證來驗證裝置是更安全的方法。若要深入了解，請參閱安全性最佳做法>連線安全性。

建立名為 simDevice 的新空白資料夾。在命令提示字元中，使用下列命令在 simDevice 資料夾中建立 package.json 檔案。接受所有預設值：
```
npm init
```
在命令提示字元中，於 simDevice 資料夾中執行下列命令來安裝 azure-iot-device 裝置 SDK 套件和 azure-iot-device-mqtt 套件：
```
npm install azure-iot-device azure-iot-device-mqtt --save
```
使用文字編輯器，在 [simDevice] 資料夾中建立新的 simDevice.js 檔案。

在 simDevice.js 檔案的開頭新增下列 'require' 陳述式：

'use strict';

var Client = require('azure-iot-device').Client;
var Protocol = require('azure-iot-device-mqtt').Mqtt;

新增 connectionString 變數，並用它來建立用戶端執行個體。將 {yourDeviceConnectionString} 預留位置值由您先前所複製的裝置連接字串取代。
```
var connectionString = '{yourDeviceConnectionString}';
var client = Client.fromConnectionString(connectionString, Protocol);
```

新增下列函式以處理 lockDoor 方法。

var onLockDoor = function(request, response) {

    // Respond the cloud app for the direct method
    response.send(200, function(err) {
        if (err) {
            console.error('An error occurred when sending a method response:\n' + err.toString());
        } else {
            console.log('Response to method \'' + request.methodName + '\' sent successfully.');
        }
    });

    console.log('Locking Door!');
};

新增下列程式碼以註冊 lockDoor 方法的處理常式。

client.open(function(err) {
     if (err) {
         console.error('Could not connect to IotHub client.');
     }  else {
         console.log('Client connected to IoT Hub. Register handler for lockDoor direct method.');
         client.onDeviceMethod('lockDoor', onLockDoor);
     }
});

儲存並關閉 simDevice.js 檔案。

注意

為了簡單起見，本文章不會實作重試原則。在生產環境程式碼中，您應該如暫時性錯誤處理一文中所建議，實作重試原則 (例如指數型輪詢)。

取得 IoT 中樞連接字串

在本文中，您會建立後端服務，其會排程在裝置上叫用直接方法的作業、排程更新裝置對應項的作業，以及監視每項作業的進度。若要執行這些作業，則服務需要有登錄讀取和登錄寫入權限。根據預設，每個 IoT 中樞都是使用授與這些權限且名為 registryReadWrite 的共用存取原則所建立。

若要取得 registryReadWrite 原則的 IoT 中樞連接字串，請遵循下列步驟：

在 Azure 入口網站中，選取 [資源群組]。選取中樞所在的資源群組，然後從資源清單選取中樞。
在中樞的左側窗格中，選取 [共用存取原則]。
從原則清單中，選取 registryReadWrite 原則。
複製 [主要連接字串] 並儲存該值。

如需 IoT 中樞共用存取原則和權限的詳細資訊，請參閱存取控制及權限。

重要

本文包含使用共用存取簽章連線至服務的步驟。此驗證方法方便進行測試和評估，但使用 Microsoft Entra ID 或受控識別向服務進行驗證是更安全的方法。若要深入了解，請參閱安全性最佳做法 > 雲端安全性。

排定用於呼叫直接方法及更新裝置對應項 (twin) 屬性的作業

在本節中，您會建立一個 Node.js 主控台 App，此 App 會使用直接方法在裝置上初始化遠端 lockDoor，並更新裝置對應項 (twin) 的屬性。

建立名為 scheduleJobService 的新空白資料夾。在命令提示字元中，使用下列命令在 scheduleJobService 資料夾中建立 package.json 檔案。接受所有預設值：
```
npm init
```
在命令提示字元中，於 scheduleJobService 資料夾中執行下列命令來安裝 azure-iothub 裝置 SDK 套件和 azure-iot-device-mqtt 套件：
```
npm install azure-iothub uuid --save
```
使用文字編輯器，在 [scheduleJobService] 資料夾中建立新的 scheduleJobService.js 檔案。

在 scheduleJobService.js 檔案的開頭新增下列「要求」陳述式：

'use strict';

var uuid = require('uuid');
var JobClient = require('azure-iothub').JobClient;

新增下列變數宣告。將 {iothubconnectionstring} 預留位置值由先前在取得 IoT 中樞連接字串內複製的值取代。如果您註冊的裝置與 myDeviceId 不同，請務必在查詢條件中加以變更。

var connectionString = '{iothubconnectionstring}';
var queryCondition = "deviceId IN ['myDeviceId']";
var startTime = new Date();
var maxExecutionTimeInSeconds =  300;
var jobClient = JobClient.fromConnectionString(connectionString);

新增下列將用來監視作業執行的函式：

function monitorJob (jobId, callback) {
    var jobMonitorInterval = setInterval(function() {
        jobClient.getJob(jobId, function(err, result) {
        if (err) {
            console.error('Could not get job status: ' + err.message);
        } else {
            console.log('Job: ' + jobId + ' - status: ' + result.status);
            if (result.status === 'completed' || result.status === 'failed' || result.status === 'cancelled') {
            clearInterval(jobMonitorInterval);
            callback(null, result);
            }
        }
        });
    }, 5000);
}

新增下列程式碼來排定呼叫裝置方法的作業：

var methodParams = {
    methodName: 'lockDoor',
    payload: null,
    responseTimeoutInSeconds: 15 // Timeout after 15 seconds if device is unable to process method
};

var methodJobId = uuid.v4();
console.log('scheduling Device Method job with id: ' + methodJobId);
jobClient.scheduleDeviceMethod(methodJobId,
                            queryCondition,
                            methodParams,
                            startTime,
                            maxExecutionTimeInSeconds,
                            function(err) {
    if (err) {
        console.error('Could not schedule device method job: ' + err.message);
    } else {
        monitorJob(methodJobId, function(err, result) {
            if (err) {
                console.error('Could not monitor device method job: ' + err.message);
            } else {
                console.log(JSON.stringify(result, null, 2));
            }
        });
    }
});

新增下列程式碼來排定更新裝置對應項 (twin) 的作業：

var twinPatch = {
   etag: '*',
   properties: {
       desired: {
           building: '43',
           floor: 3
       }
   }
};

var twinJobId = uuid.v4();

console.log('scheduling Twin Update job with id: ' + twinJobId);
jobClient.scheduleTwinUpdate(twinJobId,
                            queryCondition,
                            twinPatch,
                            startTime,
                            maxExecutionTimeInSeconds,
                            function(err) {
    if (err) {
        console.error('Could not schedule twin update job: ' + err.message);
    } else {
        monitorJob(twinJobId, function(err, result) {
            if (err) {
                console.error('Could not monitor twin update job: ' + err.message);
            } else {
                console.log(JSON.stringify(result, null, 2));
            }
        });
    }
});

儲存並關閉 scheduleJobService.js 檔案。

執行應用程式

現在您已經準備好執行應用程式。

在命令提示字元中，於 simDevice 資料夾中執行下列命令來開始接聽重新啟動直接方法。
```
node simDevice.js
```
在 scheduleJobService 資料夾的命令提示字元中，執行下列命令以觸發鎖門作業並更新對應項
```
node scheduleJobService.js
```
您會在主控台中看到裝置對直接方法的回應和工作狀態。

下列顯示裝置對直接方法的回應：

以下顯示對直接方法和裝置對應項更新的服務排程作業，以及執行至完成的作業：

下一步

在本文中，您已排程工作來執行直接方法，並更新裝置對應項的屬性。

若要繼續探索 IoT 中樞和裝置管理模式，請更新使用 Raspberry Pi 3 B+ 參考映像的 Azure IoT 中樞裝置更新教學課程中的映像。

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