集成树莓派传感器数据 - 通过 MindConnect IoT Extension¶

本指南向您介绍了从树莓派到 MindConnect IoT Extension 传感器数据集成的基本概念，并通过使用 Data Explorer 演示了测量的可视化。Tinkerforge 传感器将被连接到树莓派上。传感器的测量值被传输到 MindConnect IoT Extension，用于进一步的数据收集和分析活动。您还可以扩展这种集成，以在 MindSphere 中创建更多的 aspects 和 assets，实时同步数据，并通过 Data Explorer 可视化和分析度量。

通用信息

持续时间: 60分钟
使用该 MindSphere 版本测试：发布说明 19^th December 2018。

先决条件¶

一个有 SD 卡的树莓派 3 模型B。
所有以下的 Tinkerforge 产品：
MindSphere 账户。
MindConnect IoT Extension Service 必须使用 MindConnect IoT Extension 激活。为激活此服务，请联系为您分配的 Account Executive 或 Account Executive 或支援者。
必须为您的用户分配以下角色
- mdsp:core:TenantAdmin，分配在 Settings。
- mdsp:core:mcie.user，分配在 Settings。
- Devicemanagement User，分配在 MindConnect IoT Extension。

受支持的 Tinkerforge Bricklets

目前支持的模块:
气压计、湿度传感器、环境光传感器、湿度传感器、距离传感器、电压传感器、电流传感器、温度传感器、PTC 传感器、液晶显示器、4x7段显示、远程开关、IO16、红外距离传感器、超声波距离传感器、GPS、双继电器、运动检测器。

可在以下目录中的最新版本树莓派的 Cumulocity 代理中,找到所有受支持的 Bricklets:

\cumulocity-rpi-agent-latest\data\usr\share\cumulocity-rpi-agent\lib\tinkerforge-2.1.2\com\tinkerforge
\cumulocity-rpi-agent-latest\data\usr\share\cumulocity-rpi-agent\lib\tinkerforge-driver-8.17.0-SNAPSHOT\c8y\tinkerforge

目前还不支持新版本的传感器。然而，这个项目是开源的，任何人都可以在这里贡献自己的力量。

准备树莓派¶

本部分描述了如何配置树莓派并检查主要参数和功能。

Linux 命令

在本指南中将使用表格提供的 Linux 命令。若想了解其他 Linux 命令并得到更多额外的信息，请查看GNU Coreutils。

命令	含义
`sudo`	以管理员身份执行命令
`cat`	连接并且显示文件的内容
`wget`	通过 HTTP, HTTPS 或者 FTP 来检索网络页面或文件
`dpkg`	安装、建造、移除和管理包
`cd`	更改目录
`nano`	使用命令行接口当作文本编辑器
`ls`	列出有关文件的信息
`bash`	GNU Bourne-again shell
`mv`	移动或重命名文件或目录
`cp`	复制一个或多个文件到另一个位置
`apt-get`	查找或安装软件包
`install`	复制文件并设置属性

安装 Raspbian 并配置树莓派¶

如果您时第一次使用树莓派，在这一步有一些必须执行的通用准备。如果树莓派在之前已经准备好，您可以跳过这些步骤并跳到检查 Java 版本。

准备树莓派：将显示器、键盘、鼠标、网线和 wifi适配器连接到设备。请先不要将树莓派连接到电源。
使用 NOOBS(新出的 Box Software)安装 Raspbian。详细信息请参考入门指南并遵循安装指导。
在安装之后，树莓派将启动到图形化桌面。
通过选择地方化参数（国家、语言和时区）来完成设置。创建一个新密码并建立网络连接。
检查软件升级，安装升级并重启树莓派。
通过**接口技术选项**启动 SPI 和 SSH 驱动程序:
- 打开终端并执行： sudo raspi-config
- 使用 arrow keys 导航到 Interfacing Options 并按下回车键:

- 转到**SPI**, 按下回车键并在当询问您是否想要启动接口时点击**是**。在**SSH**中重复这个过程。
- 重新启动树莓派。
可选: 在安装之后通过以下内容编辑地方化设置: sudo raspi-config
选择**本地化选项**，更改设置并点击**完成**。然后重新启动树莓派。
或者，使用树莓派菜单启动器：偏好 / 树莓派配置 / 本地化 / 设置区域 / 确定。

树莓派

这类说明的更多详细内容，请参考树莓派入门指南。

检查 Java 版本¶

打开终端并执行：
```
java -version
```
验证至少 Java SE 版本7已经安装到树莓派上。

确定树莓派序列号¶

执行：
```
cat /proc/cpuinfo
```
记录序列号(这里是: 00000000fbdf4131)。

连接树莓派到 MindConnect IoT Extension¶

安装 Cumulocity 代理¶

为了连接到 MindConnect IoT Extension，您必须在树莓派上安装 Cumulocity 代理。

说明

在公司内网，您也许需要通过访客 Wi-Fi 或者移动电话 Wi-Fi 热点访问因特网。否则，防火墙将阻拦下载。

打开树莓派上的终端并下载代理通过执行：

wget http://resources.cumulocity.com/examples/cumulocity-rpi-agent-latest.deb

下载代理

安装已下载的代理通过执行:

sudo dpkg -i cumulocity-rpi-agent-latest.deb

安装代理

在 MindConnect IoT Extension 上注册树莓派¶

打开 MindConnect IoT Extension(https://{tenant}.mciotextension.eu-central.mindsphere.io)并使用您的凭证进行登陆。
如果您对登陆有任何问题，请联系租户管理员为您提供凭证。
打开设备 > 注册**并点击 **注册设备。
选择 一般设备注册。
在**设备信息**选项卡的**设备 ID**项中，输入树莓派序列号并点击**下一步**。

您不必添加您的树莓派到现有的设备组。这是一个在 MindConnect IoT Extension 中结构设备概述的舒适性功能。
设备以**等待接受**状态成功注册。点击**完成**。

连接代理到 MindConnect IoT Extension¶

目前树莓派已经在 MindConnect IoT Extension 中注册但还没有连接。在**设备注册**选项卡中会显示**等待连接**状态。

等待连接

添加主机 URL 到配置文件以连接树莓派：

打开终端并打开 "cumulocity.properties" 文件以进行编辑。
```
sudo nano /usr/share/cumulocity-rpi-agent/cfg/cumulocity.properties
```
使用 arrow keys 在文件中导航，并添加一行带有租户 MindConnect IoT Extension 主机 URL 的代码。不要进行更多的修改。
```
host = http://{tenant}.mciotextension.eu-central.mindsphere.io
```
说明

确保这行代码没有被#注释掉。
主机 URL 必须以http:// 开头，而不是https://。否则，设备不能进行连接。
**仅**在cumulocity.properties中添加主机名称并且将凭证(租户、用户、密码)注释掉。
按下<CTRL+X>键来退出并按下Y键来保存更改。
重新启动树莓派。
```
sudo reboot
```
打开 MindConnect IoT Extension (https://{tenant}.mciotextension.eu-central.mindsphere.io)并打开设备 > 注册。新的设备状态为**等待接受**，并且**接受**按键会显示。
点击接受.
打开设备 > 所有设备 以验证注册。最新的可连接树莓派的设备已列出。

设备

如果您仍然不能在列表中找到已注册的设备，请执行下一部分中的替代方法。

应用针对注册/连接问题的替代方法¶

如果您的树莓派已经在**所有设备**中列出，请跳过这一部分。

修补已安装的 JDK 以修复树莓派子在 MindConnect IoT Extension 中不出现问题：

从Oracle中下载针对 Java 8 最新的 JDK，例如 JDK 8u200、Linux ARM 32 Hard Float ABI。
从下载的 JDK 文档中提取文件。
在树莓派上打开终端。
停止Cumulocity 服务。
```
sudo service cumulocity-agent stop
```

删除 device.properties 文件。

$ cd /usr/share/cumulocity-rpi-agent/cfg/
$ ls
cumulocity.properties cumulocity.properties.template device.properties logback-debug.xmllogback.xml
sudo rm device.properties

验证 device.properties 文件已经删除：

$ ls
cumulocity.properties cumulocity.properties.template logback-debug.xml logback.xml

检查 JAVA_HOME variable 是否已经设置：
```
JAVA_HOME-bash
```
如果该 variable 已经设置，结果应和以下内容相似：

JAVA_HOME-bash: /usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm32-vfp-hflt: Is a directory

或者结果为：

JAVA_HOME environment variable is not set
如果 JAVA_HOME variable 没有被设置,执行以下步骤：
- 在 pi@raspberrypi 中打开一个新设比并且确保 Java 已经安装：
```
java –version
```
- 确定 Java 可执行文件的位置：
```
whereis java
```
- 运行
```
sudo nano ~/.profile
```
- 通过添加一行指定 Java 执行文件为hi的代码来设置JAVA_HOME variable，例如：
```
JAVA_HOME=/usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm32-vfp-hflt
```
- 保存、关闭文件并重新启动树莓派
```
sudo reboot
```

导航到 Java **安全**目录并检查 cacerts文件是否出现：

$ cd /usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm32-vfp-hflt/jre/lib/security/
$ ls
blacklist blacklisted.certs cacerts java.policy java.security local_policy.jar trusted.librariesUS_export_policy.jar

移动 cacerts 文件到另一个目录（或者重命名这个文件）：

$ sudo mv ./cacerts ./cacertsbkup
$ ls
blacklist blacklisted.certs cacertsbkup java.policy java.security local_policy.jar trusted.librariesUS_export_policy.jar

从提取的的 JDK 下载中复制新的 cacerts 文件到安全目录中：

$ cd /home/pi/Downloads/jdk1.8.0_191/jre/lib/security
$ ls
blacklist blacklisted.certs cacerts cacertsbkup java.policy java.security jartrusted.libraries
$ sudo cp ./cacerts /usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm32-vfp-hflt/jre/lib/security//jre/lib/security/
$ cd /usr/lib/jvm/jdk-8-oracle-arm32-vfp-hflt/jre/lib/security/
$ ls
blacklist blacklisted.certs cacerts cacertsbkup java.policy java.security local_policy.jartrusted.libraries US_export_policy.jar

在执行命令后，您应该看到相似的结果。复制新的 cacerts

重新启动树莓派
```
sudo reboot
```
注册树莓派时重复这些步骤。

在 MindConnect IoT Extension 更改测量间隔 (可选)¶

注册后，树莓派可以发送测量数据到 MindConnect IoT Extension。当数据有重大改变或者每经过三分钟，更新将会触发。您可以在 MindConnect IoT Extension 中更改测量间隔，请按以下步骤：

打开 "设备 > 所有设备" 并从列表中选择树莓派设备。
选择"信息"选项卡。
在 "设备状态" 面板单击"所需间隔"的编辑按钮。
输入想要的间隔并保存更改。

从连接的 Tinkerforge 传感器中读取数据¶

安装 Tinkerforge 软件¶

安装 Brick Daemon 软件到树莓派:

sudo apt-get install libusb-1.0-0 libudev0 pm-utils
wget http://download.tinkerforge.com/tools/brickd/linux/brickd_linux_latest_armhf.deb
sudo dpkg –i brickd_linux_latest_armhf.deb

如果需要，请按 Y 键。

点击这里查看安装过程的截图

下载 Brick Daemon 1

下载 Brick Daemon 2

下载 Brick Daemon 3

安装 Brick Viewer 软件到树莓派。

sudo apt-get install python-qt4 python-qt4-gl python-opengl python-serial python
wget http://download.tinkerforge.com/tools/brickv/linux/brickv_linux_latest.deb
sudo dpkg –i brickv_linux_latest.deb

如果被问及是否继续，请按 Y 键。

"点击这里查看安装过程的截图

下载 Brick Viewer 1

下载 Brick Viewer 2

下载 Brick Viewer 3

树莓派的的 Tinkerforge

更多有关如何使用树莓派的 Bricks 和 Bricklets 信息, 请参考Tinkerforge。

测试 Tinkerforge 安装¶

连接 Tinkerforge 传感器到树莓派：
- 通过 USB 连接 Master Brick 到树莓派。
- 将气压表、温度计和运动检测器 Bricklets 连接到 Master Brick 一侧的端口。
启动 Brick Viewer:
```
bash brickv
```
点击连接。
触发一些测量的更改，例如通过在运动检测器 Bricklet 上移动一个物体或将温度传感器 Bricklet 握在手中。

测试 MindConnect IoT Extension 中传感器的连接¶

打开设备 > 所有设备 并选择树莓派设备。
打开 **子设备**选项卡。 Tinkerforge Bricklets 以子设备形式列出：
- TFBarometerBricklet
- TFMotionBricklet
- TFTemperatureBricklet
检修传感器设备

如果 FBarometerBricklet、 TFMotionBricklet 和 TFTemperatureBricklet 没有被列出，请执行以下步骤：
- 测试是否所有 Bricklets 被正确地连接到Master Brick
- 重新启动树莓派
- 打开一个终端并执行：
  bash brickv
- 打开第二个终端并执行以下命令：
  sudo service cumulocity-agent stop
  sudo service cumulocity-agent start
  sudo service cumulocity-agent status
有关传感器的详细信息，请点击列表中的传感器，例如 TFBarometerBricklet。
- 为检查从气压计或温度计 Bricklet 收到的数据，请切换到测量选项卡。
- 为查看从运动检测器收到的事件，例如 Motion detected/Motion ended，请切换到事件选项卡。

通过 Data Explorer 可视化传感器数据¶

本部分演示了如何将数据从 Device Management 转发到 MindConnect IoT Extension 中的 Data Explorer。Data Explorer 可视化来自连接设备的数据。

在 MindConnect IoT Extension 中发现 Data Explorer¶

打开 MindConnect IoT Extension 的 Cockpit。
选择 Data explorer 以可视化数据点。
Data Explorer 默认显示选中设备或组的前五个数据点。这些数据点被列在**数据点**面板中。
添加新的数据点到 Data Explorer, 通过点击面板**数据点**中的**添加数据点**。
- 寻找设备，例如RaspPi。
- 选择并添加气压计和温度计 Bricklet 中的数据点。
启用面板**数据点**中的气压计和温度计 Bricklet 的数据点以可视化图表中的测量。
为获取运动检测器 Bricklet中的信息，通过点击面板**警告/事件**中的**添加警告/事件**添加事件跟踪。
- 寻找设备，例如RaspPi。
- 添加运动检测器 Bricklet 中的事件。
从树莓派中选择数据点，查看可视化图表。