摘要：AWS Greengrass软件程序可以将AWS云服务扩展到本地连接设备，以便于更准确快速的收集和分析数据。并能够与本地网络中的其他设备连接通信，为边缘计算与物联网云平台之间的交互提供了有效的安全支持。

本文利用开源硬件树莓派构建了低成本、高性能、高扩展能力的物联网网关。基于Debian GNU/Linux的免费操作系统Raspbian和Python语言等技术，对基于AWS IoT Greengrass的网关系统设计进行了开发与实现。网关主要包括五个模块：树莓派配置模块，设置Raspberry Pi作为AWS IoT Greengrass Core。AWS IOT Greengrass核心软件模块，实现在树莓派设备上进行AWS IoT Greengrass Core软件的安装。Lamda函数设计模块，创建和部署从AWS IoT Greengrass Core设备发送MQTT消息的Lambda函数。设备交互设计模块，实现 Greengrass设备向Greengrass组中的另一个设备发送“Hello World”消息。设备影子交互设计模块，实现Greengrass设备修改另一个AWS IoT Greengrass设备的状态，并将状态同步到AWS IoT Greengrass云中。

 最后对Greengrass网关的整体功能进行了测试。通过云服务器发送控制命令，通过Greengrass网关控制树莓派LED的亮暗，并且返回其状态至云服务器。

关键词：AWS；物联网网关；树莓派

目  录

摘  要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 研究背景-1

1.2 研究现状-1

1.3主要研究内容-2

1.4 论文结构-2

第二章 相关工作-4

2.1 相关技术介绍-4

2.2 课题技术路线-5

第三章 基于AWS Greengrass网关的需求分析-6

3.1 系统总体需求-6

3.2 系统功能需求-6

第四章 基于AWS Greengrass网关的设计与实现-8

4.1 配置树莓派-8

4.2 配置AWS IoT Greengrass 核心软件-11

4.2.1 在AWS IoT上配置AWS IoT Greengrass-11

4.2.2 在核心设备上启动AWS IoT Greengrass-14

4.3 设计Lambda 函数-15

4.3.1 创建Lambda 函数-15

4.3.2 配置Lambda函数-17

4.3.3 部署AWS IoT Greengrass-22

4.3.4 验证Lambda 函数-23

4.4 设备交互设计-24

4.4.1 在AWS IoT Greengrass组中创建AWS IoT设备-24

4.4.2 配置订阅-26

4.4.3 安装适用于 Python的 AWS IoT 设备开发工具包-27

4.4.4 测试通信-28

4.5 设备影子交互设计-29

4.5.1 配置设备和订阅-29

4.5.2 下载必需的文件-33

4.5.3 测试通信 (已禁用设备同步)-33

4.5.4 测试通信 (已启用设备同步)-34

第五章 基于AWS Greengrass网关测试-36

5.1 测试目的-36

5.2 测试流程-36

5.3 树莓派LED的连接与测试-36

5.4 相关代码-37

第六章 结论与展望-41

参考文献-41

致  谢-44