云平台下物联网系统的搭建实验报告

本次实验旨在通过搭建云平台下的物联网系统，了解物联网系统的基本构成及其工作流程。以下是本次实验的详细过程及结果。

一、实验准备

1.1 系统架构

本次实验选用基于AWS云应用实现的物联网系统架构，主要由三个部分构成：设备端、数据传输及云端处理。其中设备端主要包括传感器、嵌入式系统及网关等；数据传输主要采用MQTT协议进行通信；云端处理主要包括基于Amazon IoT Core的消息分发、设备管理、规则引擎和数据分析等功能。

1.2 实验设备

本次实验所需设备如下：

1） Raspberry Pi 3 Model B+作为嵌入式系统和网关

2） GrovePi+作为传感器

3）温湿度传感器（DHT11）

4） LED灯

5）网络线、电源线等

1.3 软件环境

1） Raspberry Pi操作系统：Raspbian

2） Python库：paho-mqtt、AWSIoTPythonSDK等

3） Amazon IoT Core

二、实验过程

2.1 Raspberry Pi硬件连接

将GrovePi+插入到Raspberry Pi的40引脚接口处，并通过网络线将Raspberry Pi连接至局域网中。

2.2 Raspberry Pi软件配置

进入Raspberry Pi操作系统终端，使用以下命令进行软件配置：

1）更新软件包：sudo apt-get update && sudo apt-get upgrade

2）安装Python paho-mqtt库：sudo pip install paho-mqtt

3）安装AWSIoTPythonSDK：sudo pip install AWSIoTPythonSDK

2.3 AWS云平台配置

在AWS控制台中创建Thing和Certificate，用以连接设备端和云端。在创建Thing时获取Thing的名称及证书文件的存储位置，之后在设备端代码中添加连接信息。另外创建证书后，需要进行证书的验证和激活。

2.4 设备端代码编写

使用Python语言编写连接AWS IoT Core的设备端代码，主要包括以下内容：

1）导入所需Python库：paho.mqtt.client、ssl等

2）设置连接信息、证书、Topic等

如何搭建云平台3）设备注册

4）设备信息上传

5）设备与云端通信

2.5 数据传输与云端处理

数据传输主要采用MQTT协议进行通信。设备端将传感器信息上传至Topic中，云端通过规则引擎对数据进行处理并将结果返回给设备端。云端还可对数据进行分析并将结果展示或进行汇总。

三、实验结果

本次实验成功搭建了一套基于AWS云平台的物联网系统，并通过连接设备端与云端的通信，实现了传感器数据的采集、处理及展示，具体结果如下：

1）温湿度数据采集：通过设备端采集，将数据上传到云端

2）温湿度数据展示：通过云端的规则引擎处理数据，将处理结果返回给设备端

3） LED灯控制：通过在云端下发指令，控制LED灯的亮灭

四、实验总结

通过本次实验，我们了解了物联网系统的基本构成及其工作流程，并成功搭建了一套基于AWS云平台的物联网系统，实现了传感器数据的采集、处理及展示。同时本次实验还存在一些问题，如在连接设备端与云端的通信时，存在部分数据上传失败的情况，需要进一步对代码进行优化。