AWS Iot Device Shadows

参考连接：AWS IoT Device Shadow 服务 - AWS IoT Core (amazon.com)

1、 Device shadow基本概念

设备的影子是用于存储和检索设备的当前状态信息的 JSON 文档。（存储在AWS IOT cloud内）
Device Shadow 服务可以为您连接到 AWS IoT 的每台设备保留一个影子。您可以使用该影子通过 MQTT 或 HTTP 获取和设置设备的状态，无论该设备是否连接到 Internet。每台设备的影子都由相应事物的名称唯一标识。

这里借用AWS 架构师两幅图说明如何使用shadow

1.1 Device shadow控制模型

1.2 AWS IOT设备影子工作原理

1.3 Device shadow一些关键属性

Device shadow在 AWS IOT中是JSON格式存储 有这个固定的格式这里进行说明：

desired：事物的预期状态。应用程序可以向本文档部分写入数据来更新事物的状态，且无需直接连接到该事物。
reported：事物的报告状态。事物可以向本文档部分写入数据，以报告其新状态。应用程序可以读取本文档部分，以确定事物的状态
Delta：增量状态是一种虚拟类型的状态，包含 desired 状态和 reported 状态之间的差异。
timestamp：指明 AWS IoT 传输消息的时间。通过在消息中使用时间戳并对 desired 或 reported：部分中的不同属性使用时间戳，事物可以确定已更新项目的存在时间，即使它不具有内部时钟特性。
version：文档版本，文档每次更新时，此版本号都会递增。用于确保正在更新的文档为最新版本。

所以图中内容即为当前状态engine为on，light color为GREEN，预期状态为engine为on，light color为RED。
关于状态具体内容可以自己定义相关属性。

1.4 DeviceShadow提供了三种API 操作

GetThingShadow 获取事物影子 返回内容即为1.3图中格式
UpdateThingShadow 更新指定事物影子 参数为包含state中json:{ state:{…} }
DeleteThingShadow 删除指定事物的影子

1.5 Deviceshadow底层实现

Device Shadow实质是一个系列约定的内部topic组成控制逻辑，并提供了持久化数据存储功能。
即为内部固定topic。
这里介绍几个会用到的topic类型：

$aws/things/myLightBulb/shadow/update/accepted
当设备的影子更新成功时，Device Shadow 服务将向此主题发送消息。
$aws/things/myLightBulb/shadow/update/delta
当检测到设备的影子的“reported”部分与“desired”部分之间存在差异时，Device Shadow 服务将向此主题发送消息。有关更多信息，请参阅 /update/delta。
$aws/things/myLightBulb/shadow/update/documents
每次设备的影子更新成功执行时，Device Shadow 服务都会向此主题发布状态文档。

Mqtt client通过更新影子（UpdateThingShadow ）将灯由红色改变成绿色的底层流程：

Mqtt client调用UpdateThingShadow API后IOT 网络行为
1 Mqtt client即会向server发布一个$aws/things/myLightBulb/shadow/update消息。消息中携带期望更新的状态{“state”: {“desired”: {“color”: “green” }}}
2 IOT server收到这条消息，会发布$aws/things/myLightBulb/shadow/accepted 响应 update请求消息表示更新已收到。同时又会发布一条$aws/things/myLightBulb/shadow/delta通知设备进行更新。再发布一条 $aws/things/myLightBulb/shadow/update/documents 消息作为更新记录。
3 device 上线即订阅了delta消息，收到IOT server 发布的delta消息后，device执行相应更新操作，完成后设备发布一条$aws/things/myLightbulb/shadow/update {“state”: {“reported”: {“color”: “green” }}} 向IOT server通知状态更新好了
4 IOT server 收到update消息reported),会发布$aws/things/myLightBulb/shadow/accepted 响应 update请求消息表示更新已收到。再发布一条 $aws/things/myLightBulb/shadow/update/documents 消息作为更新记录。

我们编写device端代码时需要自己编写delta处理函数，处理完成后需要调用update 去reported更新结果。