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Project/Product

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ELPRO CLOUD

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Issue

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Basic REST API for elproCLOUD

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Version

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1.0.0

1. Table of Contents

• 1. Table of Contents

• 2. Wording

• 3. Communication Concept elproCLOUD <> external Application

  • REST-API for requesting data

• 4. Version of the REST-API

• 5. General for all Requests

  • 5.1 Security Scheme Type

  • 5.2 User Scope

  • 5.3 Http Error Codes

  • 5.4 Request and Response Schema

• 6 Devices

• 7 Sensors

• 8 Public Endpoints and Technical Specification

2. Wording

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Physical device

A physical device is identified by a serial number and has 1 to n channels.
Each channel can be configured independently (e.g. own measurement interval) and has one or more sensors, which can provide 1 to m different sensor values.
For example;

...

one value: temperature (for a Temperature-Sensor)

...

two-tuples of: relative humidity and temperature (for a rH-sensor)

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1. Inhaltsverzeichnis

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2. Allgemein

2.1 Geräte

Die Darstellung der Geräte wird durch ihre eindeutigen Seriennummern identifiziert. Diese Datenobjekte enthalten eine Untergruppe von Informationen sowie eine Liste von SensorIds für Datensenken, die Messdaten enthalten. Mit dem angegebenen API-Schlüssel werden der Benutzer und die verknüpften Geräte identifiziert.

2.2 Sensoren

Sensoren stellen eine Datensenke dar, in der die Daten eines Laufs gespeichert werden. Jeder Sensor hat ein Start- und Enddatum. Seine Sensor-ID ist eindeutig und verknüpft mit Messungen, Geolocation und Ereignisdaten.

Sobald das Gerät neu gestartet wird, wird eine neue Sensordatensenke mit einer neuen ID erstellt.

2.3 Wortlaut

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Physikalisches Gerät

Ein physisches Gerät wird durch eine Seriennummer identifiziert und hat 1 bis n Kanäle.
Jeder Kanal kann unabhängig konfiguriert werden (z.B. eigenes Messintervall) und hat einen oder mehrere Sensoren, die 1 bis m verschiedene Sensorwerte liefern können.
Zum Beispiel;

• ein Wert: Temperatur (für einen Temperatursensor)

• zwei Tupel von: relative Feuchte und Temperatur (für einen rH-Sensor)

• Drei-Tupel von: status, #changes, relative on (

...

• für einen DI-

...

• Sensor)

Virtual representation with alarming

In elproCLOUD we have a one to one mapping of device and channel.
For the values of a sensor we have an one to n mapping to virtual sensors.

A virtual sensor is created for every configuration of a real sensor and is used to attach different type of alarms to the same sensor value.

3. Communication Concept elproCLOUD <> external Application

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REST-API for requesting data

The communication between the elproCLOUD and the external application is realized via a REST-API 1<=2 and 4=>3. The interface 1<=2 is used to request information by external application from the elproCLOUD. The interface 4=>3 will provide information that was requested by the external application.

The communication runs typically in the following sequence:

...

The device will send its data and occurences in defined fix intevall to the elproCLOUD.
There are mechanismens, where the device will send its data directly to the elproCLOUD and will not wait for the next communication interval.

The customer app requests the data from elproCLOUD via the REST-API on demand or in a self defined intervall. This interval should be defined based on a risk-assesment.

4. Version of the REST-API

For the REST-API a versioning mechanism is implemented.

The versioning includes a Major and a Minor number.

Major numbers will provide an interface to the elproCLOUD and will be increased, if the functionality of the interface is dramatically changed. Minor numbers will be increased, if information is added to the returned data structure. 

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Virtuelle Darstellung mit Alarmierung

In elproCLOUD haben wir eine Eins-zu-Eins-Zuordnung von Gerät und Kanal.
Für die Werte eines Sensors haben wir eine eins-zu-n-Zuordnung zu virtuellen Sensoren.

Ein virtueller Sensor wird für jede Konfiguration eines realen Sensors erstellt und dient dazu, verschiedene Arten von Alarmen mit demselben Sensorwert zu verbinden.

2.4 Datenformat

Beachten Sie, dass jedes JSON, das von der API akzeptiert und zurückgegeben wird, dem JSON-Standard entsprechen muss, wie er in der ECMA-404 Standard mit den folgenden Änderungen.

1. JSON-Eigenschaftsnamen sind case invariant und es kann keine Garantie für die Groß- und Kleinschreibung von Namen gegeben werden, die von der API zurückgegeben werden. Das bedeutet, dass kein Unterschied zwischen Groß- und Kleinbuchstaben in Eigenschaftsnamen gemacht wird.

2. Die relative Reihenfolge der JSON-Namen in Antworten kann nicht garantiert werden. Das bedeutet, dass Sie sich beim Parsen und Verarbeiten von Antworten nicht auf die Reihenfolge der Eigenschaften in den Antworten verlassen sollten.

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3. REST-API

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Der Client kann über die REST-API Informationen von elproCLOUD anfordern. Die Kommunikation läuft typischerweise in der folgenden Reihenfolge ab:

Das Gerät sendet seine Daten und Vorkommnisse in einem festgelegten Zeitintervall an die elproCLOUD.
Es gibt Mechanismen, bei denen das Gerät seine Daten direkt an die elproCLOUD sendet und nicht auf das nächste Kommunikationsintervall wartet.

Die Kunden-App fordert die Daten von elproCLOUD über die REST-API bei Bedarf oder in einem selbst definierten Intervall an. Dieses Intervall sollte auf der Grundlage einer Risikoeinschätzung festgelegt werden.

Spezifikation:

• Der Endpunkt REST API URL https://apibridge.elpro.cloud

  • Das API-Token wird von ELPRO bereitgestellt

• Für Entwickler ist die technische Spezifikation von OpenAPI als Swagger UI verfügbar https://apibridge.elpro.cloud/swagger

3.1 Datensätze und allgemeines Abfrageschema

Der Kunde kann verschiedene Datensätze anfordern, darunter

• Messwerte

• Geodaten

• Occurences

• Abweichungen

3.1.1 Art des Sicherheitssystems

Zunächst richtet ELPRO einen API-Schlüssel für einen bestimmten Benutzer einer Organisation ein.

Geben Sie Ihren API-Autorisierungscode im Anfrage-Header als Schlüssel und Wert an: 

Im Falle eines Fehlens oder einer Nichtübereinstimmung wird eine Fehlermeldung mit dem HTTP-Status 401 "Unauthorized" zurückgegeben.

3.1.2 Benutzerumfang

Die abgerufenen Daten fallen in den Bereich der Organisation des authentifizierten API-Benutzers. Sie werden mit dem HTTP-Statuscode 200 (Success) zurückgegeben.

3.1.3 Http-Fehler-Codes

3.2 Konfigurations-API

Die REST-Schnittstelle bietet einen sehr einfachen Endpunkt für die Konfiguration von LIBERO Gx-Geräten.

Konfigurationsvorlage erstellen und hochladen

• Verwenden Sie den Wizard in elproCLOUD, um eine Konfigurationsvorlage für einen LIBERO Gx zu erstellen

• Wählen Sie den richtigen LIBERO Gx-Typ (die ersten drei Ziffern der Seriennummer sind wichtig)

• Füllen Sie die Formulare des Wizard aus, bis Sie die Übersichtsseite erreicht haben

  • Alt+Klick auf die Schaltfläche "Sensor kaufen und starten".

  • Ein Dateidownload wird angezeigt

  • Speichern Sie die Datei unter einem passenden Namen (z.B. LIBERO_GH_longlive_freezer.json)

• Verwenden Sie den Endpunkt POST /api/v1/Templates, um den Inhalt der gespeicherten Konfigurations-JSON-Datei hochzuladen

  • Wichtig: Die Konfiguration muss JSON-escaped sein. Tun Sie dies programmatisch oder verwenden Sie ein Online-Tool

  • Das Anfrageobjekt wird in der Swagger UI beschrieben

• Optional: Verwenden Sie den Endpunkt GET /api/v1/Templates, um alle verfügbaren Vorlagen aufzulisten

Konfigurieren Sie die Vorlagen

• Verwenden Sie den Endpunkt PUT /api/v1/Device/{deviceSerialNumber} zur Konfiguration der Geräte

  • Ein Aufruf pro Gerät, verwenden Sie ein Skript, um diesen Prozess zu automatisieren

  • Drei mögliche Nutzdaten, die durch $type angegeben werden

    • Weitere Informationen zu den spezifischen Objekten finden Sie in der Swagger UI

    • DeviceConfigurationRequestByTemplateId und DeviceConfigurationRequestByTemplateName können zur Konfiguration eines Geräts verwendet werden

      • Optional: Bereitstellung von Metadaten, siehe Swagger UI für weitere Informationen zu Platzhaltern

    • DeviceConfigurationRequestClearPending kann verwendet werden, um eine ausstehende Konfiguration für Geräte zu löschen, die noch nicht mit der Organisation gepaart worden sind

3.3 Version der REST-API

Für die REST-API ist ein Versionierungsmechanismus implementiert.

Die Versionierung umfasst eine Major- und eine Minor-Nummer.

Major-Nummern stellen eine Schnittstelle zur elproCLOUD zur Verfügung und werden erhöht, wenn die Funktionalität der Schnittstelle signifikant verändert wird. Minor-Nummern werden erhöht, wenn der zurückgegebenen Datenstruktur Informationen hinzugefügt werden. 

Die wichtigsten REST-API-Versionen werden weiterhin über die URL verfügbar sein.

• elprocloud_request_url/api/v1/

...

• ... (

...

• für v1

...

• der REST-API)

• elprocloud_request_url/api/v2/

...

• ... (

...

• für v2

...

• der REST-API)

...

Major.Minor

...

Versionierung wird in der zurückgegebenen JSON-Antwort enthalten sein.

{

"version": "<Major.Minor>",

}

5. General for all Requests

5.1 Security Scheme Type

Initially, ELPRO sets up an API key for a dedicated user of an organization.

Provide your API authorization code in the Request Header as Key and Value: 

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EAPI-ELCLV2

...

123a45b67_SAMPLE_f12345ab6c789d0         

In case of lack or mismatch, an Error message with HTTP Status 401 “Unauthorized” will be returned.

5.2 User Scope

Retrieved data is in the scope of the organization of the authenticated API User. It will be returned with HTTP-Statuscode 200 (Success).

5.3 Http Error Codes

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400 Bad Request

...

e.g. missing mandatory parameter

...

401 Unauthorized

...

Invalid or missing API Key

...

404 Resource not found

...

Invalid serial number or id

...

406 Not Acceptable

...

Accept Header should be only application/json

...

410 License exhausted

...

Number of queries or datatransfer used up

...

500 Server Error

...

Unexpected internal exception

...

503 Service Temporarily Unavailable

...

Service down due to maintenance or update

...

5.4 Request and Response Schema

Note that any JSON accepted and returned by the API must follow the JSON standard as defined in the ECMA-404 standard with the following amendments.

1. JSON property names are case invariant and no guarantee can be made regarding the casing of names, which are returned by the API. This means that no difference is made between uppercase and lowercase letters in property names.

2. The relative order of JSON names in responses is not be guaranteed. This means that the order of properties in the responses should not be depended on, when parsing and processing responses.

6 Devices

Representation of devices are identified by their unique serial numbers. These data objects carry a subset of information, as well as a list of SensorIds for data sinks, which contain measurement data. With the given API key, the user and the linked devices are identified.

7 Sensors

Sensors represent a data sink holding the data of a run. Each sensor has a start and end date. Its sensor id is unique and links to measurements, geolocation and occurrence data.

Once the Device is restarted, a new sensor data sink will be created with a new id.

8 Public Endpoints and Technical Specification

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Endpoint Production Base Url API https://apibridge.elpro.cloud

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4. Nachrichten Queue (AMQP)

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• Es wird eine "Kunden-Queue" mit dem AMQ-Protokoll bereitgestellt, die erreichbar ist unter amqp.elpro.cloud.

• Der Queue-Name ist der Name der explizit bereitgestellten RabbitMQ-Queueu. Queueu und Benutzer werden von ELPRO verwaltet.

• Außerdem eine einzigartige Benutzername und Passwort für jeden Kunden zur Verfügung gestellt wird. Siehe unten in diesem Dokument für eine Beispiel-Implementierung.

• Jeder Kunde kann einen AMQP-Client seiner Wahl zum Lesen (read) und Bestätigen (acknowledge) gemäss der Liste der Nachrichtentypen nutzen.

• Die Verbindung ist TLS (Port 443)

• Auf der Produktivumgebung ist die Time To Live (TTL) der Warteschlangendaten auf drei Tage festgelegt.

4.1 Nachrichtenmodelle

Die Warteschlangen-Nachrichten haben folgende grundlegende Nutzdaten im JSON-Format:

4.2 Nachrichtentyp

Jeder Typ repräsentiert eine spezielle JSON-Nutzlast innerhalb des Data JSON-Objekts. So weiß ein Verbraucher, welches Datenmodell verwendet wird.

• eapi_measurement_new

• eapi_geodata_new

• eapi_Ereignis_neu

• eapi_deviation_enter

• eapi_deviation_leave

4.3 Datenmodelle

Die Daten-Nutzdaten sind für jeden Typ unterschiedlich.

4.3.1 Messwerte

4.3.1.1 Beispiel-Messungen

Daten mit Typ: "eapi_measurement_new"

{
    "type": "eapi_measurement_new",
    "data": {
	    "sensorId": "5368"
		"deviceId": "951FF00000340",
        "timeStamp": "2022-10-11T16:21:27+00:00",
		"error": "Short Circuit",
		"status": 0,
        "unit": "°C",
		"unitType": “temperature",
		"value": 24.6,
		"tiltAngle": 2.4,
    }
}

4.3.2 GeoDaten

4.3.2.1 Beispiel GeoDaten

Daten mit Typ: "eapi_geodata_new" 

{
    "type": "eapi_geodata_new",
    "data": {
        "timeStamp": "2022-10-11T15:21:24+00:00",
        "latitude": 47.19999075,
        "longitude": 9.50875282,
        "accuracy": 2316,
        "deviceId": "951FF00000340",
        "sensorId": "5369"
    }
}

4.3.3 Occurence

4.3.3.1 Beispiel Occurence

Daten mit dem Typ "eapi_occurrence_new" 

{
    "type": "eapi_occurrence_new",
    "data": {
        "timeStamp": "2022-10-11T15:21:24+00:00",
        "typeName": "LoggerStatusChange",
        "previousState": "Start",
        "newState": "LogDelayed",
        "deviceId": "951FF00000340",
        "sensorId": "5369"
    }
}

4.3.4 Abweichung

4.3.4.1 Beispiel Abweichung aufgetreten

Daten mit dem Typ "eapi_deviation_enter" 

{
    "type": "eapi_deviation_enter",
    "data": {
        "deviceId": "951FF00000340",
        "sensorId": 5763,
        "timeStamp": "2022-10-26T17:00:22+00:00",
        "historyType": "enter",
        "deviationType": "limit",
        "reason": "upper_limit_alarm"
    }
}

4.3.4.2 Beispiel Abweichung verlassen

Daten mit dem Typ "eapi_deviation_leave"

{
    "type": "eapi_deviation_leave",
    "data": {
        "deviceId": "951FF00000340",
        "sensorId": 5763,
        "timeStamp": "2022-10-26T18:00:22+00:00",
        "historyType": "leave",
        "deviationType": "limit",
        "reason": "upper_limit_alarm"
    }
}

4.4 AMQP-Nachrichten verwenden

4.4.1 Beispiel-Client-Code mit RabbitMQ in C#

Beispielcode für die Verbindung zu einer Warteschlange mit .NET und der Nuget-Bibliothek RabbitMQ:

public ObservableCollection<MessageModel> Messages { get; private set; }

public static IConnection connection;
public static IModel channel;
public static EventingBasicConsumer consumer;

public void Read()
{        
    var serverName = "amqp.elpro.cloud"
    var queueName = "398ab9ae90efce88dcf623cc49e302e1";
    bool autoACK = true;

    try
    {
        // Prepare 
        var factory = new ConnectionFactory()
        {
            HostName = serverName,
            UserName = "user",
            Password = "password",
            Port = 443,
            Ssl = new SslOption() 
            { 
              Enabled = true, 
              ServerName = serverName
            }
        };

        connection = factory.CreateConnection();
        channel = connection.CreateModel();
      
        var routingKey = $"*.eapi_*"; //*.eapi_measurement_new e.g.                        
        Console.WriteLine(" [*] Waiting for msgs.");

        // Consumer
        consumer = new EventingBasicConsumer(channel);
        consumer.Received += (model, ea) =>
        {
            var body = ea.Body.ToArray();
            var messageText = Encoding.UTF8.GetString(body);

            var message = new MessageModel(ea.RoutingKey, messageText);

            Dispatcher.Dispatch(() => Messages.Add(message));
        };

        // Subscribe
        channel.BasicConsume(queue: queueName,
                    autoAck: autoACK,
                    consumer: consumer);

    }
    catch (Exception ex)
    {
        Console.WriteLine($"Error at RabbitMQ.Test: {ex.Message}");
    }
}

...

5. Verbindungsdetails und technische Spezifikation

• Endpunkt REST API URL https://apibridge.elpro.cloud

• AMQP-Server: amqp.elpro.cloud

• Für Entwickler die technische Spezifikation von OpenAPI als Swagger UI https://apibridge.elpro.cloud/swagger