基于AWS的人群感知应用程序

描述

概述

该项目是罗马第一大学物联网课程作业的一部分。目的是构建一个基于亚马逊网络服务 (AWS) 的人群感知应用程序，该应用程序通过智能手机的加速度计确定用户活动。加速度计提供的数据分析将以两种方式进行：

• 在智能手机本身（基于边缘）
• 在云端（基于云）

在开始之前...

知道我基于 AWS 构建了另一个项目很有用。在之前的项目中，由三个部分组成，我解释了一些 AWS 基础知识，例如如何在 IoT Core 中创建事物以及如何创建 DynamoDb 表，我假设您已经了解了这个项目。你可以在这里找到第一部分。

此应用程序设计用于使用 Google Chrome 在 Android 设备上工作。

另一件有用的事情是，如果您在虚拟机中运行此项目所需的服务器，则必须检查 VM 的网络配置！必须将其设置在“桥接网络”上，以便您可以轻松访问本地托管服务器。

最后，请记住，我用于这个项目的所有代码都可以在我的Github 存储库中找到。

服务器

服务器是通过Node.js构建的，您可以在此处找到文档。

部分服务器代码

 

您需要创建一些 SSL 自签名证书。在您选择的文件夹中输入终端：

openssl req -x509 -newkey rsa:4096 -keyout key.pem -out cert.pem -days 365

当然，您可以更改代表证书持续时间的-days的值。系统可能会要求您提供其他信息：提供或发明它们，这对我们的目的并不重要。然后，您可以在您选择的文件夹中找到您的证书和密钥：在代码中必要的地方复制它们的路径。

关于 AWS IoT Core Thing 的 AWS 密钥和证书的问题，如果您不知道如何获取，建议查看我之前的项目。当您配置了所有需要的参数后，只需使用您的终端运行您的服务器，显然进入正确的文件夹：

node server.js

服务器运行

 

基于边缘的部署

在基于边缘的部署中，加速度计提供的数据将在智能手机本身上进行分析（以非常简单的方式），然后将它们发送到 AWS 并最终显示在网页上。

基于边缘的部署

 

通过 HTML5 应用程序，使用通用传感器 API ，我们能够获取加速度计的 xyz 数据。

 

 

 

 

1 / 2 • HTML5 页面视图

 

然后，使用极其简单的模型（您显然可以改进它）在设备上分析数据，该模型确定用户的活动，并将其传递到将它们转发到 AWS IoT Core 的服务器。如果一切正常，您应该在运行服务器的终端和 AWS IoT Core 上看到数据，并在“测试”选项卡中订阅服务器正在发布的同一主题。

当数据到达 AWS IoT Core 时，它​​们会触发将它们存储在 AWS DynamoDB 中的规则。

 

 

 

 

1 / 2 •规则概述

 

创建规则非常简单，您必须进入 AWS IoT Core 的Act选项卡，然后选择Rules子选项卡；然后点击创建。本质上，您必须填写必填字段，选择从中读取数据的主题，并选择在调用规则时要执行的操作。在这种情况下，您必须选择“在 DynamoDB 表中插入”。当然，您必须首先创建一个结构合理的 DynamoDB 表。

最后，这个项目在 localhost 中运行的网页（您可能还记得我以前的项目中的...）从数据库中检索数据。该网页将显示最后一小时的检测和存储的数据。

 

 

 

 

1 / 2 •最后检测

 

基于云的部署

在基于云的部署中，加速度计提供的数据将被发送到 AWS，通过AWS Lambda函数（以非常简单的方式）进行分析，最后显示在网页上。

基于云的部署

 

通过 HTML5 应用程序，使用通用传感器 API ，我们能够获取加速度计的 xyz 数据。

HTML5 页面视图

 

界面非常相似，但是这次我们有一个Expected状态，只是作为一个测试，因为真正的数据分析将发生在云服务上。然后，数据被传递到将它们转发到 AWS IoT Core 的服务器。如果一切正常，您应该在运行服务器的终端和 AWS IoT Core 上看到数据，并在“测试”选项卡中订阅服务器正在发布的同一主题。

当数据到达 AWS IoT Core 时，它​​们会触发两条规则。触发的第一个规则将原始数据存储在 AWS DynamoDB 中，与您看到的基于边缘模式的表相同；触发的第二个规则从 DynamoDB 表中检索它们，分析它们以提供结果活动，并将它们存储在第二个 DynamoDB 表中。也许使用两个不同表的决定有点棘手，但我这样做是为了有两个单独的表：一个用于基于边缘模式和基于云模式的原始数据，另一个用于基于云模式处理的数据。您可以根据需要修改 Lambda 函数。

我的 Lambda 函数

 

使用 AWS Lambda 非常简单。当您要创建新函数时，请转到 AWS Lambda 控制台，然后单击创建函数：

创建函数

 

为您的函数命名，然后选择您喜欢的语言。在Permission部分，您必须为您的函数选择一个执行角色，并为其提供必要的策略。请注意，您可以在AWS Identiy & Access Management (IAM)中创建个性化角色，为每个角色创建个性化策略。在这种情况下，我创建了一个具有完整 DynamoDB 权限的角色。

和以前一样，同一个网页从数据库中检索数据。该网页将显示最后一小时的检测和存储的数据。

当然，如果您不想使用两个不同的 DynamoDB 表但想直接获取 Lambda 处理的数据，还有其他可能的解决方案，例如AWS API Gateway 。

系统如何运作

该代码在我的 Github 存储库中可用，显然如果您想使用它，您必须更改一些参数，正如我在前面几节中解释的那样。如果一切都已正确完成，您可以按以下方式运行系统（我希望不必说您必须在每个步骤中都位于正确的文件夹中:-)）：

• （可选）在一个终端中运行 localhost 页面：该文件位于crowd_sensing/django_web文件夹中> python3 manage.py runserver
• 在不同的终端中运行您的服务器：该文件位于crowd_sensing文件夹中> node server.js
• 使用您的智能手机，使用 Google Chrome 和运行服务器的机器上使用的相同 Wi-Fi，转到您的 localhost:3000 Web 应用程序。选择您的模式：基于边缘或基于云。
• （可选）您可以看到您的数据通过服务器和您的 AWS IoT Core
• （可选）您可以在 localhost:8000 网页中查看最后一次检测和最后一小时的数据