本地过程控制 - 物联网边缘计算

本文以一个典型的过程控制场景为例，描述如何使用边缘函数计算实现较复杂的本地过程控制。

前提条件

本示例仅适用于Link IoT Edge专业版，请您确保已完成边缘实例的创建。详细操作，请参见专业版环境搭建。
已创建光照度传感器、客厅灯产品以及该两个产品下的LightSensor、Light设备，并将设备分配至边缘实例。详细操作，请参见示例驱动。
此场景需要本地数据库存储助手，将传感器上报的数据存储到网关的本地数据库中，因此请提前完成本地数据库存储助手内容。

背景信息

在家居、石油、电力等传统物联网场景中，现场的各类传感器负责实时采集数据，通过3G、4G、有线宽带等数据链路，将数据传输至远端数据中心服务器。远端数据中心服务器进行数据格式转换、处理、分析和运算。处理的结果及生成的控制指令再通过公网传输至现场仪表层，实现过程控制。在生产中也会需要将传感器的历史数据结合行业内部的算法模型（如线性回归、Isolation Forest等），分析和判断现场状态，进而控制其他设备的行为。针对此类场景，您可以使用物联网边缘计算提供的边缘函数计算，实现本地过程控制。

物联网边缘计算，致力于构建近端边缘层与云端计算层协同处理的新模式。对于自动化领域来说，近端边缘层可以对传感器数据进行处理或纠正，对传感器的故障进行预判断、预处理，完成对现场的控制和故障诊断，同时将经过修正的数据实时上传到云端进行计算，完成一个立体分层式的数据处理过程。

本文中以LightSensor传感器和Light设备为例，获取LightSensor传感器在5分钟内上报的所有数据（历史数据），当其平均值超过某阈值时，关闭Light设备。

步骤一：创建过程控制函数

下载本地过程控制函数querySqliteDB-code.zip。
登录函数计算控制台。
如尚未开通该服务，请阅读并选中我已阅读并同意，单击立即开通，开通服务。
（可选）在左侧导航栏单击服务及函数，在服务及函数页面服务列表区域，单击新增服务，创建一个服务。
其中，服务名称必须填写，此处设置为EdgeFC，其余参数可根据您的需求设置，也可以不设置。
说明
- 若您首次在函数计算中创建服务，请根据配置向导配置参数。
- 若已操作过其他应用场景示例或小程序示例，即已创建EdgeFC服务，则无需重复创建。
创建服务成功后，在服务与函数页面的EdgeFC区域，单击新增函数。
在新建函数页面，单击事件函数区域中的配置部署。

设置过程控制函数的基础管理配置参数。


参数	描述
函数类型	保持默认选项。
所在服务	选择已创建的EdgeFC服务。
函数名称	设置为querySqliteDB。
运行环境	设置函数的运行环境并选择上传代码的方式。此示例中选择Python 3。在上传代码右侧选择上传代码包，单击上传代码，上传步骤1中下载的querySqliteDB-code.zip代码包。
函数入口	使用默认值index.handler。

其余参数的值请根据您的实际需求设置，也可以不设置。更多信息，请参见函数计算。

确认函数信息后，单击新建完成操作。

创建函数完成后，系统自动跳转到函数详情页面。您可在代码执行页签的代码执行管理区域下，选中在线编辑单选框，查看源码。

说明 querySqliteDB样例代码逻辑分为三步。

从收到的设备上报数据（event参数）中解析出productKey和deviceName，组成数据库的表名。

edict = json.loads(event)
topic = edict['topic']
tlist = topic.split('/')
if tlist[1] == 'sys':
  productKey = tlist[2]
  deviceName = tlist[3]
  tableName = productKey+'_'+deviceName
  print("-- Table Name : "+tableName)

获取LightSensor传感器在5分钟内上报的所有数据，并求其平均值。

cursor.execute("SELECT avg(VALUE) FROM {} WHERE KEY = ? AND TIMESTAMP >= datetime('now','-5 minutes','localtime')".format(tableName), [key])
avg_value = cursor.fetchone()[0]

当LightSensor传感器上报的数据平均值大于某阈值（此处为240光照度）时，关闭Light设备。

if avg_value > 240:
  print("-- Turn off the Light.")
  set_params = {"productKey": "a1ZJTVs****","deviceName": "LightDev","payload": {"LightSwitch":0}}
  res = lesdk.setThingProperties(set_params)

步骤二：分配函数到边缘实例

登录边缘计算控制台。
在左侧导航栏单击应用管理。

使用本文上方步骤一中已创建的函数，创建函数计算类型的边缘应用。具体操作，请参见函数计算应用。

应用信息参数说明如下：


参数	描述
应用名称	设置您应用的名称，例如querySqliteDB。
应用类型	选择函数计算。
地域	选择您创建的服务所在的地域。
服务	选择EdgeFC服务。
函数	选择querySqliteDB函数。
授权	选择AliyunIOTAccessingFCRole。
应用版本	设置应用的版本，必须是该应用唯一的版本号，即一个应用不可以设置两个相同的版本号。

函数配置区域框中，启用默认配置选择是，则其余参数无需设置。

在左侧导航栏单击边缘实例。
在本文“前提条件”中创建的边缘实例右侧，单击查看。
在实例详情页面的边缘应用页签，单击分配应用。
在分配应用面板，找到已创建的过程控制函数querySqliteDB，单击对应操作栏中的分配，然后单击关闭。

步骤三：配置消息路由

添加消息的详细步骤及各个参数的解释。详细信息，请参见设置消息路由。

在实例详情页面，单击消息路由页签。

单击分配路由，添加LightSensor设备到函数计算的消息路由。

按照界面提示，设置如下参数，参数设置完成后，单击确定。


参数	描述
路由名称	设置一个消息路由名称。
消息来源	此处选择设备，选择光照度传感器 > LightSensor。
消息主题过滤	此处选择全部。
消息目标	此处选择边缘应用和EdgeFC/querySqliteDB函数。

步骤四：部署边缘实例

在实例详情页面，单击右上角部署后，在弹出对话框中单击确定，将子设备、函数计算等资源下发到边缘端。
通过SSH登录您的网关，执行tail -f /linkedge/run/logger/fc-base/querySqliteDB/log.INFO命令。
边缘函数计算本地过程控制函数做为一个后台服务存在，可以查看该函数的日志，来观察其实际运行情况。
至此您已经完整地体验了使用边缘函数计算实现本地过程控制功能。