“云中论道”之——使用开源技术和Azure公有云服务快速搭建云端IoT解决方案（上）

Posted 2020-10-02 云计算和大数据收集

“云中论道”技术课堂第一课开讲啦！微软各路技术咖们齐聚一堂，为大家带来干货不断！作为“云中论道“课堂的开课之作，我们首先邀请到了微软Azure专家级的架构师：槐长清，他为我们带来了关于“使用开源技术和Azure公有云服务快速搭建云端IoT解决方案”的精心讲解。

本文作者介绍：

 

微软Azure专家级架构师，江湖人称“槐长清”，曾连续5年被评为微软最有价值专家，多年云计算从业经验，对微软公有云解决方案有深入研究。

---

涉及产品及技术：

树莓派（Raspberry Pi）、DebianLinux、Python、Azure，看到上面提到的技术，聪明的读者是不是认为走错了方向？这还是微软技术分享吗？这纯粹就是开源技术分享，中间夹杂了一点Azure而已么？

这就要从微软开源谈起了，其实微软现在完全是拥抱开源的态度，所以，大家没有看错，我们确实就是要向大家展示，对于使用非微软平台和技术的用户，Azure如何帮助大家快速搭建IoT平台。所以，在这个解决方案里面，您将不会看到Windows 10 IoT操作系统，也不会看到.Net开发环境。另外，本文不只讲理论，本文会一步一步带着大家真正实现IoT完整解决方案。

其实本文也是我为一个真实客户提供的Azure IoT解决方案的技术总结和分享。希望通过本文讲解，能让大家能够更加深入的了解到Azure IoT解决方案究竟能够做到什么，另外具体该怎么做；还有就是通过本文，大家可以了解到Azure对开源异构系统的支持情况。

IoT解决方案架构：

 

通过架构图我们可以看到，我们会使用温度传感器ADT7410，树莓派RaspberryPi 2，无线网卡模块，WiFi路由器，最终连接到Internet，然后通过Azure进行云端的数据处理，最终将处理的数据进行数据分析展现。

解决方案流程：

本解决方案的大致流程为：通过Raspberry Pi读取ADT7410温度传感器的温度值，然后Raspberry Pi会通过WiFi模块将收到的温度值实时上传到Azure事件中心服务（AzureEvent Hub），然后Stream Analytics服务会对Azure事件中心服务中收集上来的温度数据进行实时处理，并将处理完成后的数据存储到SQL Database服务中，最后我们会通过Power BI对Stream Analytics或SQL Database中的数据进行分析和展现。

因为流程比较长，所以我们将本解决方案做成系列文章，分两篇文章进行发布，其中本篇文章为大家介绍流程1-3，也就是Raspberry  Pi的设置和温度传感器的安装调试部分；而在下一篇文章中，我们会为大家继续介绍流程的4-6，Azure相关服务的创建和配置、Python Azure应用程序的代码逻辑以及通过Power BI进行数据验证，最后对解决方案进行总结。

1. 对Raspberry Pi进行OS的安装和设置：

安装Linux操作系统，将OS写入到microSD，用以启动Raspberry Pi：

本解决方案中我们选择Debian RASPBIAN，可从http://www.raspberrypi.org/downloads/进行下载，注意选择2015-05-05-raspbian-wheezy.img镜像。如图：

将下载的镜像写入microSD，本解决方案中我们选择使用Win32 Disk Imager v0.9.5，可从http://sourceforge.net/projects/win32diskimager/进行下载，下载下来的文件名为：Win32DiskImager-0.9.5-install.exe。写入流程如图，注意来源选择2015-05-05-raspbian-wheezy.img镜像，目标Device选择microSD所在驱动器：

使用TeraTerm对RaspberryPi进行管理：

使用串口和USB转换模块连接Raspberry Pi和PC，如图：

从https://osdn.jp/projects/ttssh2/releases/63767下载TeraTerm，本解决方案使用的是teraterm-4.88.exe。对TeraTerm进行配置：TeraTerm 进行COM端口的设置，选择USB连接转换模块，并进行COM波特率设置，设置为为115200，启用控制台进行登录，连接到Rapberry，如下图（左）；配置好后，即可对Raspberry Pi进行管理，如下图（右）：

对OS进行设置：

Pi用户密码和root管理员密码更改：

 

OS文件系统扩充：

执行raspai-config，选择ExpandFilesystem，如图：

RaspberryPi的无线LAN的设置和与PC的连接：

这一部分，跟所使用的无线网卡模块和WiFi路由器的具体配置具有相关性，大家可以按照自己所使用的无线LAN和WiFi路由器的使用说明进行配置。需要注意一定要选用Raspberry默认已经集成驱动的无线LAN。

配置完成后，Raspberry Pi即可接入网络，我们便可使用TeraTerm通过IP对Raspberry进行管理。关闭Raspberry Pi之后，可以移除USB串口转换线缆。

3. 温度传感器的安装调试：

物理安装，如图：

配置I2C模块：

再次运行raspi-config，配置运行I2C内核模块，以及设置为默认开机加载：

向/etc/modules中添加i2c-dev模块：

I2cdetect命令查看ADT7410设备总线地址：

验证ADT7410温度传感器工作和连接是否正常，adt7410.py验证测试程序：

做完以上几步，树莓派和温度传感器相关的安装和配置已经完成，在下一篇文章里面，我将为大家讲述Azure相关服务的设置，其中包括Event Hub的创建和设置，SQLDatabase的创建和设置以及Stream Analytics的创建和设置。另外还会为大家详细介绍Raspberry Pi Python Azure程序的代码逻辑和如何通过Power BI进行数据验证。

更多信息，我们下一期文章再见！敬请期待！

最后，小编还有一个呼吁：

 

立即访问http://market.azure.cn