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將您的 IoT 裝置連接到雲端 - 虛擬 IoT 硬件和 Raspberry Pi

在本課程的這部分，您將把虛擬 IoT 裝置或 Raspberry Pi 連接到您的 IoT Hub，以傳送遙測數據並接收指令。

將您的裝置連接到 IoT Hub

下一步是將您的裝置連接到 IoT Hub。

任務 - 連接到 IoT Hub

在 VS Code 中打開 soil-moisture-sensor 資料夾。如果您使用的是虛擬 IoT 裝置，請確保虛擬環境已在終端中運行。
安裝一些額外的 Pip 套件：
```
pip3 install azure-iot-device
```
azure-iot-device 是一個用於與 IoT Hub 通訊的庫。
在 app.py 文件的頂部，現有的導入語句下方添加以下導入：
```
from azure.iot.device import IoTHubDeviceClient, Message, MethodResponse
```
此代碼導入了與 IoT Hub 通訊的 SDK。
刪除 import paho.mqtt.client as mqtt 這行代碼，因為不再需要此庫。刪除所有 MQTT 相關代碼，包括主題名稱、所有使用 mqtt_client 的代碼以及 handle_command。保留 while True: 循環，只需刪除此循環中的 mqtt_client.publish 行。
在導入語句下方添加以下代碼：
```
connection_string = "<connection string>"
```
將 <connection string> 替換為您在本課程早些時候為裝置檢索的連接字串。

💁 這並不是最佳做法。連接字串不應存儲在源代碼中，因為它可能被檢入源代碼控制並被任何人發現。我們在這裡這樣做是為了簡化操作。理想情況下，您應該使用類似環境變數的方式以及像 python-dotenv 這樣的工具。您將在即將到來的課程中學到更多相關內容。

在此代碼下方添加以下代碼，以創建一個可以與 IoT Hub 通訊的裝置客戶端對象並連接它：

device_client = IoTHubDeviceClient.create_from_connection_string(connection_string)

print('Connecting')
device_client.connect()
print('Connected')

運行此代碼。您將看到您的裝置已連接。

pi@raspberrypi:~/soil-moisture-sensor $ python3 app.py 
Connecting
Connected
Soil moisture: 379

傳送遙測數據

現在您的裝置已連接，您可以將遙測數據傳送到 IoT Hub，而不是 MQTT broker。

任務 - 傳送遙測數據

在 while True 循環內，睡眠之前添加以下代碼：
```
message = Message(json.dumps({ 'soil_moisture': soil_moisture }))
device_client.send_message(message)
```
此代碼創建了一個包含土壤濕度讀數的 JSON 字串的 IoT Hub Message，然後將其作為裝置到雲端的消息傳送到 IoT Hub。

處理指令

您的裝置需要處理來自伺服器代碼的指令，以控制繼電器。這是通過直接方法請求發送的。

任務 - 處理直接方法請求

在 while True 循環之前添加以下代碼：
```
def handle_method_request(request):
    print("Direct method received - ", request.name)

    if request.name == "relay_on":
        relay.on()
    elif request.name == "relay_off":
        relay.off()    
```
此代碼定義了一個方法 handle_method_request，當 IoT Hub 調用直接方法時會被調用。每個直接方法都有一個名稱，此代碼期望名為 relay_on 的方法用於打開繼電器，以及名為 relay_off 的方法用於關閉繼電器。

💁 這也可以通過單一的直接方法請求來實現，將繼電器的期望狀態作為有效負載傳遞，該有效負載可以通過方法請求傳遞並從 request 對象中獲取。
直接方法需要一個響應來告訴調用代碼它們已被處理。在 handle_method_request 函數的末尾添加以下代碼，以創建對請求的響應：
```
method_response = MethodResponse.create_from_method_request(request, 200)
device_client.send_method_response(method_response)
```
此代碼向直接方法請求發送一個 HTTP 狀態碼為 200 的響應，並將其返回到 IoT Hub。
在此函數定義下方添加以下代碼：
```
device_client.on_method_request_received = handle_method_request
```
此代碼告訴 IoT Hub 客戶端在調用直接方法時調用 handle_method_request 函數。

💁 您可以在 code/pi 或 code/virtual-device 資料夾中找到此代碼。

😀 您的土壤濕度感測器程式已連接到您的 IoT Hub！

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