如何使用 InfluxData 和 Balena 构建 IoT 网关

作者：David G. Simmons / 用例, 开发者
2017 年 7 月 10 日

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注意：自本文撰写以来，resin.io 已更名为 balena。原始文章中 resin.io 的文本出现已被更新后的名称 balena.io 替换。

动机

在许多 IoT 安装中，用户希望在将数据发送到云端之前，在一个中心位置收集站点或一系列传感器的所有数据。这种基础设施通常称为网关。网关可以执行各种功能，但通常收集、聚合、存储、分析和可视化来自传感器的数据。网关还负责将所有这些数据转发到后端系统，通常是云端。InfluxData TICK Stack 能够出色地执行所有这些功能，充当完整的 IoT 数据平台。在本例中，我们将使用 Raspberry Pi，因为它们相对便宜且易于获得，但市场上还有各种可用的网关设备，例如 Samsung ARTIK 等。

架构

要求

要遵循本演练，您需要以下内容

按照上面的说明连接您的 Raspberry Pi。当演练要求您 部署代码 时，请停止。

Fork 存储库

Fork 此存储库 到您自己的 Github 帐户，然后将其克隆到您的本地计算机，以便您拥有本地副本。然后添加 balena 远程以启用推送到您的设备

$ git remote add resin <resin_user>@git.resin.io:<resin_user>/<application_name>.git

配置堆栈

此存储库使您能够轻松配置堆栈的不同成员。每个产品的配置文件都位于 config  目录中。要更改配置，只需编辑 influxdb.conf、telegraf.conf 和 capacitor.conf 文件。

telegraf.conf

此文件控制 Telegraf 配置。Telegraf 是一种插件驱动的、基于代理的数据收集工具。它包含用于从许多标准来源收集数据的插件。此外，Telegraf 还具有许多实用程序插件，可帮助从未实现的来源收集数据。它还为构建您自己的插件提供了简单的界面。

此安装中启用的插件可以分为以下几组

  • 管理传感器摄取
    • 这将侦听环境中的其他传感器发布到网关的任何数据。
    • 当前已启用：http_listener
  • 网络监控
    • 这些插件可帮助您排除网络问题。
    • 当前已启用：nstat, dns_query, ping
  • 主机级别监控
    • 这些插件为您提供有关网关主机本身的数据。
    • 当前已启用：cpu, mem, diskio, swap, system, disk, kernel, processes
  • TICK Stack 监控
    • 这些插件为您提供有关 TICK Stack 安装本身的更多数据
    • 当前已启用：influxdb, kapacitor, internal

kapacitor.conf

此文件控制 Kapacitor 配置。Kapacitor 是一种流处理工具，用于处理、监控和警报时间序列数据。您需要更改的配置将用于将指标运送到云实例。

要启用发货，请更改 [[influxdb]]name="cloudInflux" 部分中的配置。您需要为可从设备访问的正在运行的 InfluxDB 服务器提供连接凭据。在 InfluxDB Cloud 上启动 Uno 实例是尝试此操作的好方法。将带有 ???? 的行更改为您实例的正确值

[[influxdb]] enabled = true ???? default = false name = "cloudInflux" urls = ["https://{{cloud-instance}}.influxcloud.net:8086"] ???? username = "myUser" ???? password = "myPass" ???? timeout = 0 insecure-skip-verify = false startup-timeout = "5m" disable-subscriptions = true subscription-protocol = "http" subscriptions-sync-interval = "1m0s" kapacitor-hostname = "" http-port = 0 udp-bind = "" udp-buffer = 1000 udp-read-buffer = 0 [influxdb.subscriptions] [influxdb.excluded-subscriptions]

influxdb.conf

此文件控制 InfluxDB 配置。InfluxDB 是用于指标、事件和实时分析的可扩展数据存储。您应该不需要更改此文件中的任何配置。不建议启用 [[graphite]]、[[opentsdb]] 或 [[udp]] 部分。如果您需要使用此设置写入这些格式，请使用 Telegraf 上的 socket_listener 插件来写入该数据。这确保了指标发货将按预期运行。

推送代码并完成配置

配置存储库后，只需运行 git push resin master 即可将您的代码部署到 Raspberry Pi。通过 balena 仪表板检查实例的日志。安装启动后，Chronograf 将在本地网络上的 http://<device_ip>:8888 上可用。按照说明 从第 3 步开始设置您的 Chronograf 实例。

还需要一个步骤才能启用指标发送到云端：定义和启用 Kapacitor TICK 脚本 来完成此操作。使用 balena.io 仪表板在您的实例中打开命令行并运行以下命令

$ kapacitor define shipToCloud -dbrp telegraf.autogen -tick /usr/src/app/toCloud.tick -type stream $ kapacitor enable shipToCloud

之后，您将能够在您的 InfluxDB Cloud 实例中看到您的 Telegraf 数据！

$ influx -host {{cloud-instance}}.influxcloud.net -port 8086 -username {{username}} -password {{password}} -ssl -database telegraf Connecting InfluxCLI to {{cloud-instance}}.influxcloud.net:8086 ... Connected to https://{{cloud-instance}}.influxcloud.net:8086 version 1.2.4-c1.2.4 InfluxDB shell version: v1.2.4 > use telegraf > show measurements name: measurements name ---- cpu disk diskio dns_query influxdb ...

您现在已成功构建了一个 InfluxData IoT 网关设备，用于收集、管理和存储您的本地 IoT 传感器数据流，然后将该数据转发到您的上游 InfluxDB 云实例，以进行进一步的聚合和处理。

为什么安装在网关上？

为什么要将 TICK 堆栈安装在网关上，然后将所有数据转发到您的云实例？为什么不直接将所有数据发送到云端并完成操作？两者都是好的且有效的问题，我将尝试回答。

第一个答案是这是一个架构选择。一些设计者可能选择完全不使用网关设备。有些人可能会使用，但不会在其网关上提供任何类型的数据存储/分析。这是一个完全有效的设计选择，但在高度分布式系统中，它有可能使本地数据分析模式变得困难。

这直接引出我的第二个答案，即它启用了本地化数据分析。让我们想象一下，您有一个高度分布式的 IoT 部署，在数百个位置部署了数千个传感器。在您的后端云系统上进行分析和可视化当然是可能的——而且使用 InfluxData 相当容易。但是对于根本不关心任何其他站点的本地工厂经理来说，拥有本地分析非常强大。在本地级别提供如此强大的工具的开销和成本相当低，而且好处似乎超过了这些成本。

构建您自己的

如果您看过我们的 Built with InfluxData 页面，您就知道接下来会发生什么。去构建一些东西！使用您在此处学到的知识来构建您自己的基于 InfluxDB 的 IoT 系统，让我们知道您构建了什么，我们将向您发送一些酷炫的赠品！