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利用 Azure + IoT 开发板和机器学习算法预测气温

2018/2/21    来源:Azure云计算    作者:朱人杰      
关键字:机器学习  物联网  
物联网,机器学习是目前最火的两个概念。今天就让我们把这两个概念结合起来,在 Azure 上轻松来实现一下。先说一下本次动手的目标,首先我们需要一个传感器把温度,湿度等信息采集下来。
    前言
 
    物联网,机器学习是目前最火的两个概念。今天就让我们把这两个概念结合起来,在 Azure 上轻松来实现一下。先说一下本次动手的目标,首先我们需要一个传感器把温度,湿度等信息采集下来。采集完之后,需要上传到云上,进行流式的处理,然后把处理完的数据收集沉淀下来。拿到数据之后,就需要祭出机器学习的大法,挑选一个合适的算法来做一个简单的预测。好了,整体的思路就是这么简单,接下来我们来看看怎么实现。
 
利用 Azure + IoT 开发板和机器学习算法预测气温
 
    准备工作
 
    首先你要有一个传感器,并且能够上传到 Azure 云端。这次我们选择微软提供的 MXChip Dev kit 开发版,好处是能够无缝的连接到 Azure 的 IoT hub。
 
    实现步骤
 
    在 Azure 上开通一个 IoT Hub
 
    现在在物联网领域有很多开源的 IoT 框架,比如 OpenIoT 之类,本质其实是在云上建立一个处理消息的网关,可以兼容 MQTT,AMQT 等协议。当然我们可以选择在云上也用一个开源项目搭载在虚机之上,不过其实 Azure 已经为你准备好了一个 IoT Hub,省却了你搭建管理的烦恼,而且你也不用考虑单点和高可用的问题。既然这么好用,我们就建一个,来快速实现我们的想法吧。
 
    1. 新建一个 IoT Hub,因为我们这次是一个小批量的测试,所以我们选择免费的就行(是不是觉得 Azure 很厚道,还可以给你免费测试)。
 
利用 Azure + IoT 开发板和机器学习算法预测气温
 
    2. 在刚才建立的这个 IoT Hub 下新建一个 IoT Device,其实对应的就是我们那块开发板。
 
利用 Azure + IoT 开发板和机器学习算法预测气温
 
    3. 打开我们刚刚建立的这个 IoT Device,可以看到里面有一个连接字符串,记录下来这个内容,随后需要用这个连接串在 Mxchip 这块开发版上做配对。
 
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    4. 创建一个使用者组,其实就是为了之后我们创建的流分析作业而准备的。
 
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    5. 创建一个访问策略,赋予所有的权限,为了方便测试而已。当然在正式生产的时候你可以选择你想要的权限。
 
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    配置 MXChip IoT Kit 开发板
 
    1. 首先下载最新的Devkit 的安装包,按照文档手动或者自动安装需要的软件,包括 VS code, Arduino 等软件。
 
    2. 由于这次我们连接的是中国 Azure 的环境,微软开发版的团队还特意做了一个补丁,来自动适应中国 Azure 的有一些环境变量。大家可以到下面的链接下载,并且按照说明文档打上补丁。
 
    https://devkitazurecn.blob.core.chinacloudapi.cn/devkitpatch/devkit-mooncake-win_1.3.1.42.zip
 
    3. 打开 VS Code,选择已经有的 example 的项目 GetStarted。
 
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    4. 把 Devkit 开发板连接到电脑的 USB 接口。按 ctrl + p, 键入“task device-upload”,按照提示烧入心的 ROM。重启后,再按 Ctrl + p,键入”task config-wifi”,按照提示开发板所处环境的 Wifi 名字以及密码。
 
    5. 按 ctrl + p,键入“task configure-device-connetion”,按照提示,选择刚刚建立的 IoThub 的名字,并且输入之前记录下来的链接串和密码。
    
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    6. 重启板子后就能,开发板显示连接到 IoT hub,开始上传传感器的数据。并且看到 Iot Hub 页面不断有新的消息输入。
 
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    配置 Stream Analytics
 
    1. 首先创建一个流分析作业,作用就是用来接收 IoT Hub 的数据,并且实时分类沉淀需要的数据到对象存储上。
 
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    2. 配置输入,从 Iot Hub 接收数据。填写之前创建的 IoT Hub 的信息,并且在使用者组填入刚刚创建的那个消费组,以及之前创建的策略信息。
 
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    3. 配置输出,把实时处理的数据最后存储到对象存储上,之后我们将用 Tensorflow 来处理。填入你已有的存储账号,以及对应的容器(还没有的话,可以先创建一个),同时输出文件选择 CSV,以后用 TF 处理起来方便一些。
 
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责任编辑:李欢
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