AzureIotAndroid开发MQTT协议通信（设备和IoT实时通信）2设备孪生详解

之前简单讲解了IotHub 使用，现在详解DeviceTwin，看文章之前先了解Azure Iot Android 开发-MQTT协议通信（设备和IoT 实时通信）1

设备孪生

设备孪生存储具有以下用途的设备相关信息：

• 设备和后端可以使用这些信息来同步设备状态和配置。
• 解决方案后端可以使用这些信息来查询和定位长时间运行的操作。

设备孪生的生命周期链接到相应的 设备标识。 在 IoT 中心创建或删除设备标识时，将隐式创建和删除设备孪生。

设备孪生是一个 JSON 文档，其中包含：

• 标记。 解决方案后端可从中读取和写入数据的 JSON 文档的某个部分。 标记对设备应用不可见。
• 所需的属性。 与报告的属性结合使用，同步设备配置或状态。 解决方案后端可设置所需的属性，并且设备应用可进行读取。 此外，当所需的属性发生更改时，设备应用可收到通知。
• 报告的属性。 与所需的属性结合使用，同步设备配置或状态。 设备应用可设置报告的属性，并且解决方案后端可进行读取和查询。
• 设备标识属性。 设备孪生 JSON 文档的根包含标识注册表中存储的相应设备标识的只读属性。

以下示例显示了一个设备孪生 JSON 文档：

JSON复制

{
"deviceId": "devA",
"etag": "###Ac=",
"status": "enabled",
"statusReason": "provisioned",
"statusUpdateTime": "0001-01-01T00:00:00",
"connectionState": "connected",
"lastActivityTime": "2015-02-30T16:24:48.789Z",
"cloudToDeviceMessageCount": 0,
"authenticationType": "sas",
"x509Thumbprint": {
"primaryThumbprint": null,
"secondaryThumbprint": null
},
"version": 2,
"tags": {
"$etag": "123",
"deploymentLocation": {
"building": "43",
"floor": "1"
}
},
"properties": {
"desired": {
"telemetryConfig": {
"sendFrequency": "5m"
},
"$metadata" : {...},
"$version": 1
},
"reported": {
"telemetryConfig": {
"sendFrequency": "5m",
"status": "success"
}
"batteryLevel": 55,
"$metadata" : {...},
"$version": 4
}
}
}


根对象中包含设备标识属性，以及 tags、reported 和 desired 属性的容器对象。 properties 容器包含一些只读元素（$metadata、$etag 和 $version），设备孪生元数据和乐观并发部分描述了这些元素。

创建一个 Device 对象用于存储设备孪生属性。

DeviceClient client = new DeviceClient(connString, protocol);
// Create a Device object to store the device twin properties
Device dataCollector = new Device() {
// Print details when a property value changes
@Override
public void PropertyCall(String propertyKey, Object propertyValue, Object context) {
System.out.println(propertyKey + " changed to " + propertyValue);
}
};


创建 connectivityType 报告属性并将其发送到 IoT 中心：

try {
// Open the DeviceClient and start the device twin services.
client.open();
client.startDeviceTwin(new DeviceTwinStatusCallBack(), null, dataCollector, null);
//可获取到Desired 属性
client.subscribeToDesiredProperties(telemetryConfig.getDesiredProp());
// Create a reported property and send it to your IoT hub.
dataCollector.setReportedProp(new Property("connectivityType", "cellular"));
client.sendReportedProperties(dataCollector.getReportedProp());
}
catch (Exception e) {
System.out.println("On exception, shutting down \n" + " Cause: " + e.getCause() + " \n" + e.getMessage());
dataCollector.clean();
client.close();
System.out.println("Shutting down...");
}


通过getDeviceTwin() 回调PropertyCall方法

client.getDeviceTwin();
二、通过PropertyCallback 获取reported、Desired 所有属性

实现设备孪生功能，请通过将以下嵌套类添加到 App 类来提供回调：

protected static class DeviceTwinStatusCallback implements IotHubEventCallback
{
public void execute(IotHubStatusCode status, Object context)
{
System.out.println("IoT Hub responded to device twin operation with status " + status.name());
}
}
protected static class PropertyCallback implements PropertyCallBack
{
public void PropertyCall(String propertyKey, String propertyValue, Object context)
{
System.out.println("PropertyKey: " + propertyKey);
System.out.println("PropertyKvalue: " + propertyKey);
}
}


要启动直接方法和设备孪生例程，以下代码：

client = new DeviceClient(connString, protocol);
try
{
client.open();
client.subscribeToDeviceMethod(new DirectMethodCallback(), null, new DirectMethodStatusCallback(), null);
client.startDeviceTwin(new DeviceTwinStatusCallback(), null, new PropertyCallback(), null);
System.out.println("Client connected to IoT Hub. Waiting for firmwareUpdate direct method.");
}
catch (Exception e)
{
System.out.println("On exception, shutting down \n" + " Cause: " + e.getCause() + " \n" + e.getMessage());
client.close();
System.out.println("Shutting down...");
}
三、通过PropertyCallback 、subscribeToTwinDesiredProperties 订阅指定属性、批量更新reported属性

添加以下回调：

protected static class DeviceTwinStatusCallBack implements IotHubEventCallback
{
@Override
public void execute(IotHubStatusCode status, Object context)
{
if((status == IotHubStatusCode.OK) || (status == IotHubStatusCode.OK_EMPTY))
{
Succeed.set(true);
}
else
{
Succeed.set(false);
}
System.out.println("IoT Hub responded to device twin operation with status " + status.name());
}
}
/*
* If you don't care about version, you can use the PropertyCallBack.
*/
protected static class onHomeTempChange implements TwinPropertyCallBack
{
@Override
public void TwinPropertyCallBack(Property property, Object context)
{
System.out.println(
"onHomeTempChange change " + property.getKey() +
" to " + property.getValue() +
", Properties version:" + property.getVersion());
}
}
protected static class onProperty implements TwinPropertyCallBack
{
@Override
public void TwinPropertyCallBack(Property property, Object context)
{
System.out.println(
"onProperty callback for " + (property.getIsReported()?"reported": "desired") +
" property " + property.getKey() +
" to " + property.getValue() +
", Properties version:" + property.getVersion());
}
}


订阅指定属性、批量更新reported属性

DeviceClient client = new DeviceClient(connString, protocol);
try
{
client.open();
// onHomeTempChange 里面获取所有属性值（Desired、 Report）
client.startDeviceTwin(new DeviceTwinStatusCallBack(), null, new onHomeTempChange(), null); Map> desiredProperties = new HashMap>()
{
{
//此处订阅指定的属性值Desired
put(new Property("LivingRoomLights", null), new Pair(new onProperty(), null));
put(new Property("BedroomRoomLights", null), new Pair(new onProperty(), null));
}
};
client.subscribeToTwinDesiredProperties(desiredProperties);

client.getDeviceTwin();
// For each desired property in the Service, the SDK will call the appropriate callback with the value and version.
//批量更新多个属性
Set reportProperties = new HashSet()
{
{
add(new Property("HomeTemp(F)", 70));
add(new Property("LivingRoomLights", LIGHTS.ON));
add(new Property("BedroomRoomLights", LIGHTS.OFF));
}
};
client.sendReportedProperties(reportProperties);
catch (Exception e)
{
client.closeNow();
System.out.println("Shutting down...");
}
}


以上就是DeviceTwin使用详解

Azure IoT文档中心：https://docs.azure.cn/zh-cn/iot-hub/iot-hub-devguide

GitHub:https://github.com/Azure/azure-iot-sdk-java/tree/master/device

官方GitHub详细地址