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【RT-Thread作品秀】基于ART-Pi的多场景智能物联终端

2020/12/22
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概述

当前国内物联网市场的云端生态已经相对完善,但物联网终端设备仍然各成一家、相互隔绝,需要在多种场景下进一步规范化物联网终端软硬件接口。

本作品针对这一市场痛点,以ART-Pi开发板和RTT操作系统为基础,从软件接口层构建一个相对统一设备至设备(D2D)与设备至云端(D2C)的小型通信接口,使用多种输入设备与多种输出设备验证其实际效能,为RTT与STM32强强联合实现“全连接”的目标提供一个最优实践与解决方案。

项目应用场景:工业现场、车载与家庭环境。

开发环境

硬件:ART-Pi开发板

RT-Thread版本:4.0.3

开发工具及版本:RT-Thread Studio版本: 1.1.5

RT-Thread使用情况概述

内核部分:

调度器:创建多个线程来实现不同的工作。

信号量:用来同步线程。

事件集:通知数据采集完成

组件部分: Sensor框架,SAL 套接字抽象层

Sensor框架:将温湿度传感器注册到sensor上。使用该框架提高了代码的复用性。

SAL 套接字抽象层:该组件实现了对不同网络协议栈或网络实现接口的抽象,并对上层提供一组标准的API接口,方便网络应用的开发与稳定性。

驱动部分:

Pin设备:通过控制GPIO高低电平控制外接设备。

串口设备:监控系统运行状态,可作为输入控制。

第三方软件包部分:

cJSON:C语言实现的极简的解析 JSON 格式的软件包。

onenet: RT-Thread 针对 OneNET 平台连接做的的适配,通过这个软件包,可以让设备在 RT-Thread 上非常方便的连接 OneNet 平台,完成数据的发送、接收、设备的注册和控制等功能。

Paho-mqtt,:本软件包是在 Eclipse paho-mqtt 源码包的基础上设计的一套 MQTT 客户端程序。

Webclient:提供设备与 HTTP Server 的通讯的基本功能。

 

硬件框架

硬件设备以ART-Pi开发板及其板载设备为主。

软件框架说明

软件框架以标准RT-Thread操作系统为基础,通过添加网络模块AP6212的设备驱动,以及SAL 套接字抽象层,实现系统的基础联网功能。

在此基础上,添加cJSON 、onenet、paho-mqtt 软件支持,并在onenet云端建立基于MQTT的产品与设备,将身份认证信息写入软件包,实现系统通过MQTT协议与云端服务器远程通信协议支持。

最后,基于系统和第三方MQTT协议的API接口,实现业务代码。添加设备节点与解析程序,并以线程的形式载入系统中。

 

软件模块说明

应用软件的关键业务代码部分基于系统和第三方MQTT协议的API接口实现,并以动态创建线程的方式加入到RT-Thread系统中。

关键操作主要有两步:

  1. 获取传感器信息,并上传至服务器;
  2. 接收onenet的远程MQTT服务器发来的信息,解析并转换为底层硬件的执行指令,控制底层硬件的状态。

 

演示效果

 

比赛感悟

通过这次比赛,更加深刻的认识到了RT-Thread不只是一个操作系统内核,而是代表了整个嵌入式生态。作为一名 RTOS 的开发者,也许比赛前对 RT-Thread 还比较陌生。然而,随着深入接触,逐渐发现 RT-Thread 的魅力和它相较于其他同类型 RTOS 的种种优越之处。RT-Thread 是一款完全由国内团队开发维护的嵌入式实时操作系统(RTOS),具有完全的自主知识产权。经过近 12 个年头的沉淀,伴随着物联网的兴起,它正演变成一个功能强大、组件丰富的物联网操作系统。

总而言之,RT-Thread在这次比赛中充分发挥了一个物联网操作系统及其生态所蕴含的优势,这是以往嵌入式开发中由工程师只能自己手动搭建软件系统所远不能及的,衷心祝愿RT-Thread 社区越办越好,走向产业,走向世界。

 

  • 代码地址.txt
  • 基于ART-Pi的多场景智能物联终端.docx

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