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快速入门：使用适用于 IoT 中心设备预配服务的 Node.js 设备 SDK 创建和预配模拟的 TPM 设备

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在本快速入门中，我们在 Windows 计算机上创建一台模拟 IoT 设备。 此模拟设备包含用作硬件安全模块 (HSM) 的 TPM 模拟器。 我们使用设备预配服务 (DPS) 的单个注册，通过设备示例 Node.js 代码将此模拟设备连接到 IoT 中心。

先决条件

注意

初始的设备孪生状态配置仅在 IoT 中心的标准层中提供。 有关基本和标准 IoT 中心层的详细信息，请参阅如何选择合适的 IoT 中心层。

准备环境

  1. 请确保已在计算机上安装 Node.js v4.0 或更高版本。

  2. 确保在计算机上安装 git 并将其添加到可供命令窗口访问的环境变量。 请参阅软件自由保护组织提供的 Git 客户端工具，了解要安装的最新版 git 工具，其中包括 Git Bash，这是一个命令行应用，可以用来与本地 Git 存储库交互。

模拟 TPM 设备

  1. 打开命令提示符或 Git Bash。 克隆 azure-utpm-c GitHub 存储库：

    git clone https://github.com/Azure/azure-utpm-c.git --recursive

  2. 导航到 GitHub 根文件夹，运行 TPM 模拟器。 该模拟器通过套接字在端口 2321 和 2322 上进行侦听。 请勿关闭此命令窗口；本快速入门指南自始至终都需让该模拟器保持运行状态：

    .\azure-utpm-c\tools\tpm_simulator\Simulator.exe

  3. 新建名为 registerdevice 的空文件夹。 在 registerdevice 文件夹的命令提示符处，使用以下命令创建 package.json 文件。 确保回答 npm 提问的所有问题，或者接受默认设置（如果适合）：

    npm init

  4. 安装以下前提包：

    npm install node-gyp -g
npm install ffi -g

    注意

    安装上述包时存在一些已知问题。 若要解决这些问题，请使用命令提示符在“以管理员身份运行”模式下运行 npm install --global --production windows-build-tools，在将路径替换为已安装版本后运行 SET VCTargetsPath=C:\Program Files (x86)\MSBuild\Microsoft.Cpp\v4.0\V140，然后重新运行上述安装命令。

  5. 安装以下包，其中包含在注册过程中使用过的组件：

    • 适用于 TPM 的安全客户端：azure-iot-security-tpm

    • 设备的传输，用于连接到设备预配服务：azure-iot-provisioning-device-http 或 azure-iot-provisioning-device-amqp

    • 将要使用传输的客户端和安全客户端：azure-iot-provisioning-device

      注册设备以后，即可使用常用的 IoT 中心设备客户端包通过在注册过程中提供的凭据来连接设备。 将需要以下项：

    • 设备客户端：azure-iot-device

    • 一个传输：azure-iot-device-amqp、azure-iot-device-mqtt、azure-iot-device-http 中的任一项

    • 已安装的安全客户端：azure-iot-security-tpm

      注意

      下面的示例使用 azure-iot-provisioning-device-http 和 azure-iot-device-mqtt 传输。

      可以在 registerdevice 文件夹中的命令提示符处运行以下命令，一次性安装所有这些包：

      npm install --save azure-iot-device azure-iot-device-mqtt azure-iot-security-tpm azure-iot-provisioning-device-http azure-iot-provisioning-device

  6. 在 registerdevice 文件夹中，使用文本编辑器创建新的 ExtractDevice.js 文件。

  7. 在 ExtractDevice.js 文件的开头添加以下 require 语句：

    'use strict';

var tpmSecurity = require('azure-iot-security-tpm');
var tssJs = require("tss.js");

var myTpm = new tpmSecurity.TpmSecurityClient(undefined, new tssJs.Tpm(true));

  8. 添加以下函数以实现该方法：

    myTpm.getEndorsementKey(function(err, endorsementKey) {
  if (err) {
    console.log('The error returned from get key is: ' + err);
  } else {
    console.log('the endorsement key is: ' + endorsementKey.toString('base64'));
    myTpm.getRegistrationId((getRegistrationIdError, registrationId) => {
      if (getRegistrationIdError) {
        console.log('The error returned from get registration id is: ' + getRegistrationIdError);
      } else {
        console.log('The Registration Id is: ' + registrationId);
        process.exit();
      }
    });
  }
});

  9. 保存并关闭 ExtractDevice.js 文件。 运行示例：

    node ExtractDevice.js

  10. 输出窗口会显示进行设备注册所需的“认可密钥”和“注册 ID” 。 记下这些值。

创建设备条目

Azure IoT 设备预配服务支持两类注册：

本文演示单个注册。

  1. 登录到 Azure 门户，选择左侧菜单上的“所有资源”按钮，打开设备预配服务 。

  2. 在“设备预配服务”菜单中，选择“管理注册”。 选择“个人注册”选项卡，然后选择顶部的“添加个人注册”按钮 。

  3. 在“添加注册”面板中，输入以下信息：

    • 选择“TPM” 作为标识证明机制。

    • 使用你之前记下的值输入 TPM 设备的“注册 ID”和“认可密钥” 。

    • 选择与预配服务链接的 IoT 中心。

    • （可选）可以提供以下信息：

      • 输入唯一“设备 ID” 。 为设备命名时，请确保避免使用敏感数据。 如果选择不提供此项，则系统将改用注册 ID 来标识设备。
      • 使用设备所需的初始配置更新“初始设备孪生状态” 。

    • 完成后，按“保存”按钮。

      Enter device enrollment information in the portal blade

    成功注册以后，设备的“注册 ID”显示在“单个注册”选项卡下的列表中。

注册设备

  1. 在 Azure 门户中，选择设备预配服务的“概览”边栏选项卡，记下“全局设备终结点”和“ID 范围”的值。

    Extract Device Provisioning Service endpoint information from the portal blade

  2. 在 registerdevice 文件夹中，使用文本编辑器创建新的 RegisterDevice.js 文件。

  3. 在 RegisterDevice.js 文件的开头添加以下 require 语句：

    'use strict';

var ProvisioningTransport = require('azure-iot-provisioning-device-http').Http;
var iotHubTransport = require('azure-iot-device-mqtt').Mqtt;
var Client = require('azure-iot-device').Client;
var Message = require('azure-iot-device').Message;
var tpmSecurity = require('azure-iot-security-tpm');
var ProvisioningDeviceClient = require('azure-iot-provisioning-device').ProvisioningDeviceClient;

    注意

    用于 Node.js 的 Azure IoT SDK 支持其他协议，例如 AMQP、AMQP WS、MQTT WS。 有关更多示例，请参阅 Device Provisioning Service SDK for Node.js samples（用于 Node.js 的设备预配服务 SDK 示例）。

  4. 添加 globalDeviceEndpoint 和 idScope 变量，使用它们创建 ProvisioningDeviceClient 实例。 将 {globalDeviceEndpoint} 和 {idScope} 替换为 步骤 1 中的“全局设备终结点”和“ID 范围”的值：

    var provisioningHost = '{globalDeviceEndpoint}';
var idScope = '{idScope}';

var tssJs = require("tss.js");
var securityClient = new tpmSecurity.TpmSecurityClient('', new tssJs.Tpm(true));
// if using non-simulated device, replace the above line with following:
//var securityClient = new tpmSecurity.TpmSecurityClient();

var provisioningClient = ProvisioningDeviceClient.create(provisioningHost, idScope, new ProvisioningTransport(), securityClient);

  5. 添加以下函数，实现设备上的方法：

    provisioningClient.register(function(err, result) {
  if (err) {
    console.log("error registering device: " + err);
  } else {
    console.log('registration succeeded');
    console.log('assigned hub=' + result.registrationState.assignedHub);
    console.log('deviceId=' + result.registrationState.deviceId);
    var tpmAuthenticationProvider = tpmSecurity.TpmAuthenticationProvider.fromTpmSecurityClient(result.registrationState.deviceId, result.registrationState.assignedHub, securityClient);
    var hubClient = Client.fromAuthenticationProvider(tpmAuthenticationProvider, iotHubTransport);

    var connectCallback = function (err) {
      if (err) {
        console.error('Could not connect: ' + err.message);
      } else {
        console.log('Client connected');
        var message = new Message('Hello world');
        hubClient.sendEvent(message, printResultFor('send'));
      }
    };

    hubClient.open(connectCallback);

    function printResultFor(op) {
      return function printResult(err, res) {
        if (err) console.log(op + ' error: ' + err.toString());
        if (res) console.log(op + ' status: ' + res.constructor.name);
        process.exit(1);
      };
    }
  }
});

  6. 保存并关闭 RegisterDevice.js 文件。 运行示例：

    node RegisterDevice.js

  7. 请注意相关消息，这些消息模拟设备启动后连接到设备预配服务以获取 IoT 中心信息的情况。 将模拟设备成功预配到与预配服务链接的 IoT 中心以后，设备 ID 会显示在该中心的“IoT 设备”边栏选项卡上 。

    Device is registered with the IoT hub

    如果从设备的注册项中的默认值更改了“初始设备孪生状态”，则它会从中心拉取所需的孪生状态，并执行相应的操作。 有关详细信息，请参阅了解并在 IoT 中心内使用设备孪生

清理资源

如果打算继续使用和探索设备客户端示例，请勿清理在本快速入门中创建的资源。 如果不打算继续学习，请按以下步骤删除本快速入门中创建的所有资源。

  1. 关闭计算机上的设备客户端示例输出窗口。
  2. 关闭计算机上的 TPM 模拟器窗口。
  3. 在 Azure 门户的左侧菜单中选择“所有资源”，然后选择设备预配服务。 打开服务的“管理注册”边栏选项卡，然后选择“单个注册”选项卡 。选中在本快速入门中注册的设备的“注册 ID”旁边的复选框，然后按窗格顶部的“删除”按钮。
  4. 在 Azure 门户的左侧菜单中选择“所有资源”，然后选择 IoT 中心 。 打开中心的“IoT 设备”边栏选项卡，选中在本快速入门中注册的设备的“设备 ID”旁边的复选框，然后按窗格顶部的“删除”按钮。

后续步骤

在本快速入门中，你已在计算机上创建 TPM 模拟设备，并已使用 IoT 中心设备预配服务将其预配到 IoT 中心。 若要了解如何以编程方式注册 TPM 设备，请继续阅读快速入门中关于 TPM 设备的编程注册内容。

Azure 快速入门 - 将 TPM 设备注册到 Azure IoT 中心设备预配服务