Raspberry PI + Azure IoT Edge (45분)

라즈베리파이에 Azure IoT Edge를 설치하고 Azure IoT Hub를 통해서 모듈을 배포해보겠습니다. 특히 Azure 마켓플레이스에 등록된 IoT Edge 모듈을 사용하는 방법도 살펴보겠습니다.

이번 실습을 통해서

Azure IoT Hub 만들기
IoT Hub에 Azure IoT Edge 디바이스 생성
라즈베리파이에 Azure IoT Edge 런타임 설치
Azure 마켓플레이스에 있는 모듈 설치하기

사전준비

Azure 구독

구독이 없으면 무료 체험계정 만들기

Step 0 : 라즈베리파이 실습용 기기 준비

Azure IoT Edge가 작동될 라즈베리파이 기기를 준비합니다. 라즈베리파이에는 Rasbian 리눅스가 설치되어 있어야 합니다. 설치 방법은 Setting up your Raspberry Pi를 참조 바랍니다.

Step 0-1 : 라즈베리파이 IP 확인

라즈베리파이에 모니터와 키보드, 마우스를 연결하여 무선 네트워크를 연결하고 IP를 확인합니다.

Step 0-2 : SSH 설정 및 접속

라즈베리파이에 SSH를 연결할 수 있도록 설정합니다. 초기 아이디와 비밀번호는 pi/raspberry 입니다.

Putty 등의 툴을 이용하여 SSH에 접속합니다.

Step 1 : IoT Hub 만들기

Azure 포탈에서 Azure IoT Hub를 만듭니다.

Step 1.1 : Azure 포탈에 로그인

웹브라우저로 http://portal.azure.com에 접속한 후 로그인 합니다.

Step 1.2 : Azure IoT Hub 만들기

Create a resource -> Internet of Things -> IoT Hub 를 선택합니다.

Step 1.3 : IoT Hub 생성

4가지 파라미터를 입력하여 IoT Hub를 생성합니다.

파라미터	설명	예
구독	Subscription to use for the new IoT Hub	Azure Free Account
Resource Group	Create a new Resource Group for this lab	IoTHOLGroup
지역	Data center region nearest to you	Korea Central
IoT Hub 이름	Provide a name that is globally unique	MsIoTBootCamp1234

4가지 값을 입력하여 IoT Hub를 만듭니다.
IoT Hub 이름은 유일해야 합니다. 녹색 체크박스 확인
Next: Size and scale>> 선택

Step 1.4 : Size and Scale 선택

IoT Hub는 가격과 관련된 Scale과 크기가 있습니다. 각 Scale tier는 서로 다른 한도와 기능제약을 가지고 있습니다. 실제 시나리오에 맡는 크기와 Scale을 선택해야 합니다.

여기에서는 무료를 선택하고 F1: Free tier for Pricing and scale tier Review + create 를 클릭합니다.

Note

무료 IoT Hub는 구독당 하나만 만들수 있습니다. 이미 F1 IoT Hub를 가지고 있다면 Standard 1 (S1)을 선택합니다.

참조 : https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-hub/iot-hub-scaling

Step 1.5 : IoT Hub 생성 시작

Create 버튼을 눌러 IoT Hub 인스턴스를 생성합니다.

Step 1.6 : 배포가 완료될 때까지 대기

배포가 완료될 때까지 기다립니다.

Tip

Notifications 알림창을 통해서도 배포 진행상황을 확인 할 수 있습니다.

Step 2 : 새로운 Azure IoT Edge 디바이스 등록

이번엔 라즈베리파이를 위한 새로운 Azure IOT Edge Device를 등록합니다.

Step 2.1 : 생성한 IoT Hub에 들어갑니다.

Go to resource 버튼을 눌러 IoT Hub에 들어갑니다.

Step 2.2 : IoT Edge 메뉴

IoT Edge 메뉴를 선택합니다

Step 2.3 : IoT Edge 디바이스 추가

새로운 IoT Edge 디바이스를 추가합니다.

Click Add an IoT Edge device

Step 2.4 : Device ID

디바이스 아이디는 IoT Edge 디바이스를 구분하는 ID로 사용됩니다.

유일한 이름을 사용합니다. e.g. IoTHOLRpi
Save 클릭

Step 2.5 : 새로운 IoT Edge 디바이스 확인

새로운 IoT Edge 디바이스를 Refresh 버튼을 눌러 확인합니다.

Step 3 : Connection string

IoT Edge 디바이스를 IoT Hub에 연결하려면 Connection String이 필요합니다. 디바이스 Connection String은 IoT Hub가 디바이스를 인증하는데 사용됩니다.

향후 사용을 위해서 복사해 놓습니다.

참고문서 : https://devblogs.microsoft.com/iotdev/understand-different-connection-strings-in-azure-iot-hub/

Step 3.1 : 디바이스 상세 보기

IoT Edge 메뉴에서 디바이스 이름을 클릭하면 Device Details 페이지를 통해 IoT Edge 디바이스의 상세 정보를 볼 수 있습니다.

Tip

각 디바이스마다 두개의 Connection String을 제공합니다.

Step 3.2 : Connection String 복사

Connection String 두개 중에 하나를 복사해 둡니다.

Copy button 을 누르면 클립보드에 복사됩니다.
텍스트 파일에 복사해 둡니다.

Step 4 : 라즈베리파이 연결하기

Important

Step 0에서 라즈베리파이에 SSH 또는 Desktop에 연결할 수 있어야 합니다.

IoT Hub연결을 위한 설정을 위해 라즈베리파이에 접속합니다.

Step 5 : 라즈베리파이에 Azure IoT Edge 런타임 설치하기

이전단계에서 Azure IoT Edge 런타임을 설치했다면 Step 5로 이동합니다.

이번엔 라즈베리파이에 Azure IoT Edge 런타임을 설치해보겠습니다. Linux(x64)에서 Azure IoT Edge 런타임 설치 문서를 따라서 진행합니다.

Step 5.1 : Microsoft 키 및 소프트웨어 리포지토리 피드 등록

$ curl https://packages.microsoft.com/config/debian/stretch/multiarch/prod.list > ./microsoft-prod.list
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100    77  100    77    0     0    235      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--   235

Step 5.2 : 생성된 목록에 복사

$ sudo cp ./microsoft-prod.list /etc/apt/sources.list.d/

Step 5.3 : Microsoft GPG 공개 키를 설치

$ curl https://packages.microsoft.com/keys/microsoft.asc | gpg --dearmor > microsoft.gpg
  % Total    % Received % Xferd  Average Speed   Time    Time     Time  Current
                                 Dload  Upload   Total   Spent    Left  Speed
100   983  100   983    0     0   2445      0 --:--:-- --:--:-- --:--:--  2445

$ sudo cp ./microsoft.gpg /etc/apt/trusted.gpg.d/

Step 5.4 : 컨테이너 런타임 설치

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install moby-engine
$ sudo apt-get install moby-cli

Step 5.5 : 모비 호환성을 위해 Linux 커널을 확인

일부 오류가 보이는데 우선 무시하고 넘어갑니다.

$ curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/moby/moby/master/contrib/check-config.sh -o check-config.sh
$ chmod +x check-config.sh
$ ./check-config.sh

만약 check-config.sh 에서 에러가 나면 sudo modprobe configs 를 입력하여 /proc/config.gz 파일을 생성합니다.

Step 5.6 : Azure IoT Edge 보안 데몬 설치

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install iotedge

Step 5.7 : Azure IoT Edge 보안 데몬 구성 - 수동구성

데몬은 /etc/iotedge/config.yaml에 있는 구성 파일을 사용하여 구성할 수 있습니다. 이 파일은 기본적으로 쓰기 금지되어 있습니다 편집하려면 관리자 권한이 필요합니다.

VSCode에서 복사해 놓은 디바이스 Connection String을 YAML파일에 입력해줍니다. 잘 사용하는 에디터를 이용해서 수정합니다.

$ sudo nano /etc/iotedge/config.yaml

provisioning:
  source: "manual"
  device_connection_string: "<ADD DEVICE CONNECTION STRING HERE>"

# provisioning:
#   source: "dps"
#   global_endpoint: "https://global.azure-devices-provisioning.net"
#   scope_id: "{scope_id}"
#   registration_id: "{registration_id}"

파일을 저장하고 닫습니다. CTRL + X, Y, Enter

Step 5.8 : 데몬 다시시작

$ sudo systemctl restart iotedge

Step 5.9 : 서비스 상태 확인

systemctl 명령을 이용해서 서비스 실행상태를 확인합니다.

$ systemctl status iotedge
● iotedge.service - Azure IoT Edge daemon
   Loaded: loaded (/lib/systemd/system/iotedge.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Mon 2019-06-24 05:51:26 UTC; 13s ago
     Docs: man:iotedged(8)
 Main PID: 5932 (iotedged)
    Tasks: 9 (limit: 9513)
   CGroup: /system.slice/iotedge.service
           └─5932 /usr/bin/iotedged -c /etc/iotedge/config.yaml

Jun 24 05:51:28 UbuntuIoT iotedged[5932]: 2019-06-24T05:51:28Z [INFO] - Updating identity for module $edgeAgent
Jun 24 05:51:28 UbuntuIoT iotedged[5932]: 2019-06-24T05:51:28Z [INFO] - Pulling image mcr.microsoft.com/azureiotedge-agent:1.0...
Jun 24 05:51:35 UbuntuIoT iotedged[5932]: 2019-06-24T05:51:35Z [INFO] - Successfully pulled image mcr.microsoft.com/azureiotedge-agent:1.0
Jun 24 05:51:35 UbuntuIoT iotedged[5932]: 2019-06-24T05:51:35Z [INFO] - Creating module edgeAgent...
lines 1-19/19 (END)

Step 5.10 : 실행중인 모듈 확인

iotedge 명령으로 배포되고 실행중인 모듈 리스트를 확인합니다.

$ sudo iotedge list
NAME             STATUS           DESCRIPTION      CONFIG
edgeAgent        running          Up 2 minutes     mcr.microsoft.com/azureiotedge-agent:1.0
edgeHub          running          Up a minute      mcr.microsoft.com/azureiotedge-hub:1.0

Step 6 : 'Simulated Temperature Sensor'를 마켓플레이스에서 Windows Server로 배포하기

Azure 마켓플레이스에는 마이크로소프트가 검증해 놓은 엔터프라이즈 환경에서 사용할 수 있는 다양한 Azure의 애플리케이션과 서비스가 있는 온라인 마켓입니다. 여기에는 미리 많들어 놓은 여러가지 IoT Edge 모듈을 찾아볼 수 있습니다. 이중에서 온도센서 시뮬레이터를 사용해 보겠습니다.

Step 6.1 : Azure IoT Edge 마켓플레이스 열기

Azure 포탈에서도 마켓플레이스를 제공합니다.

Step 6.2 : Simulated Temperature Sensor 검색

마켓플레이스에서 simulated 를 입력하여 검색한 후 Simulated Temperature Sensor를 클릭 합니다.

Step 6.3 : Simulated Temperature Sensor 모듈 생성

Create를 클릭합니다.

Step 6.4 : IoT Edge 디바이스를 선택

이 단계에서는 어떤 디바이스에 모듈을 배포할지 선택합니다. 이전에 만든 IoT Edge 디바이스를 선택합니다.

Parameter	Description	Example
구독	구독을 선택합니다.	Azure Free Account
IoT Hub	이전단계에서 만든 IoT Hub를 선택합니다.	IoTHOLHub
IoT Edge Device 이름	이전단계에서 만든 IoT Edge 디바이스를 선택합니다.	IoTHOLRpi

Create 를 클릭하여 다음 단계로 넘어갑니다.

Step 6.5 : 모듈 추가

어떤 경우에는 추가적인 정보를 제공하기도 합니다.

Next 을 클릭하여 넘어갑니다.

Step 6.6 : 라우팅 설정

IoT Edge 모듈에서 나가고 들어오는 메시지에 대한 라우팅 설정을 해줄 수 있습니다. 여기에서는 모든 메시지를 클라우드 ($upstream)로 보내도록 설정합니다.

{
  "routes": {
    "route": "FROM /messages/* INTO $upstream",
    "upstream": "FROM /messages/* INTO $upstream"
  }
}

Next 을 클릭하여 넘어갑니다.

Reference : https://docs.microsoft.com/en-us/azure/iot-edge/module-composition#declare-routes

Step 6.7 : 배포를 전송

Submit 버튼을 눌러 temperature simulator를 IoT Edge 디바이스(Windows Server 2019)에 배포합니다.

Step 7 : Temperature Simulator 모듈 배포 확인

simulated temperature sensor 모듈은 테스트를 위한 온도데이터를 생성합니다. 이런 센서는 서버실, 공장, 풍력발전기 등에 설치 되어 온도, 습도, 압력 등의 값을 발생 시킵니다.

Step 7.1 : 모듈 배포 및 작동 확인

모듈이 클라우드로 부터 IoT Hub를 통해 디바이스까지 배포가 되었는지 확인 합니다.

sudo iotedge list

Step 7.2 : 메시지 전송 확인

온도센서에서 클라우드로 보내는 메시지를 모듈 로그를 통해서 확인합니다.

sudo iotedge logs SimulatedTemperatureSensor -f

Step 7.3 : IoT Hub에서 메시지 수신 확인

이번에는 Device Explorer를 통해서 IoT Hub가 받은 메시지를 확인해 보겠습니다. Device Explorer는 현재 Windows OS에서만 작동합니다. Device Explorer의 설치는 Device Explorer 설치링크에서 다운로드 받아서 설치합니다.

IoT Hub에 접근하기 위해서는 다시 Connection String이 필요합니다. 이번에는 IoT Hub Connection String입니다. Device Connection String과 헷갈리면 안됩니다.

Device Explorer 실행
Shared Access Policies
Shared Access Policies 메뉴를 클릭합니다.
iothubowner 클릭 iothubowner를 클릭합니다.
Connection String 복사
Device Explorer에 Connection String를 복사하여 입력
Update 클릭
Data 탭 선택
Device ID를 선택
Monitor 클릭
메시지 수식 확인

Files

lab2-edge-basic-rpi.md

Latest commit

History

lab2-edge-basic-rpi.md

File metadata and controls

Raspberry PI + Azure IoT Edge (45분)

사전준비

Step 0 : 라즈베리파이 실습용 기기 준비

Step 0-1 : 라즈베리파이 IP 확인

Step 0-2 : SSH 설정 및 접속

Step 1 : IoT Hub 만들기

Step 1.1 : Azure 포탈에 로그인

Step 1.2 : Azure IoT Hub 만들기

Step 1.3 : IoT Hub 생성

Step 1.4 : Size and Scale 선택

Step 1.5 : IoT Hub 생성 시작

Step 1.6 : 배포가 완료될 때까지 대기

Step 2 : 새로운 Azure IoT Edge 디바이스 등록

Step 2.1 : 생성한 IoT Hub에 들어갑니다.

Step 2.2 : IoT Edge 메뉴

Step 2.3 : IoT Edge 디바이스 추가

Step 2.4 : Device ID

Step 2.5 : 새로운 IoT Edge 디바이스 확인

Step 3 : Connection string

Step 3.1 : 디바이스 상세 보기

Step 3.2 : Connection String 복사

Step 4 : 라즈베리파이 연결하기

Step 5 : 라즈베리파이에 Azure IoT Edge 런타임 설치하기

Step 5.1 : Microsoft 키 및 소프트웨어 리포지토리 피드 등록

Step 5.2 : 생성된 목록에 복사

Step 5.3 : Microsoft GPG 공개 키를 설치

Step 5.4 : 컨테이너 런타임 설치

Step 5.5 : 모비 호환성을 위해 Linux 커널을 확인

Step 5.6 : Azure IoT Edge 보안 데몬 설치

Step 5.7 : Azure IoT Edge 보안 데몬 구성 - 수동구성

Step 5.8 : 데몬 다시시작

Step 5.9 : 서비스 상태 확인

Step 5.10 : 실행중인 모듈 확인

Step 6 : 'Simulated Temperature Sensor'를 마켓플레이스에서 Windows Server로 배포하기

Step 6.1 : Azure IoT Edge 마켓플레이스 열기

Step 6.2 : Simulated Temperature Sensor 검색

Step 6.3 : Simulated Temperature Sensor 모듈 생성

Step 6.4 : IoT Edge 디바이스를 선택

Step 6.5 : 모듈 추가

Step 6.6 : 라우팅 설정

Step 6.7 : 배포를 전송

Step 7 : Temperature Simulator 모듈 배포 확인

Step 7.1 : 모듈 배포 및 작동 확인

Step 7.2 : 메시지 전송 확인

Step 7.3 : IoT Hub에서 메시지 수신 확인