概述

當前國內(nèi)物聯(lián)網(wǎng)市場的云端生態(tài)已經(jīng)相對完善，但物聯(lián)網(wǎng)終端設備仍然各成一家、相互隔絕，需要在多種場景下進一步規(guī)范化物聯(lián)網(wǎng)終端軟硬件接口。

本作品針對這一市場痛點，以ART-Pi開發(fā)板和RTT操作系統(tǒng)為基礎，從軟件接口層構(gòu)建一個相對統(tǒng)一設備至設備（D2D）與設備至云端（D2C）的小型通信接口，使用多種輸入設備與多種輸出設備驗證其實際效能，為RTT與STM32強強聯(lián)合實現(xiàn)“全連接”的目標提供一個最優(yōu)實踐與解決方案。

項目應用場景：工業(yè)現(xiàn)場、車載與家庭環(huán)境。

開發(fā)環(huán)境

硬件：ART-Pi開發(fā)板

RT-Thread版本：4.0.3

開發(fā)工具及版本：RT-Thread Studio版本: 1.1.5

RT-Thread使用情況概述

內(nèi)核部分：

調(diào)度器：創(chuàng)建多個線程來實現(xiàn)不同的工作。

信號量：用來同步線程。

事件集：通知數(shù)據(jù)采集完成

組件部分： Sensor框架，SAL 套接字抽象層

Sensor框架：將溫濕度傳感器注冊到sensor上。使用該框架提高了代碼的復用性。

SAL 套接字抽象層：該組件實現(xiàn)了對不同網(wǎng)絡協(xié)議?；蚓W(wǎng)絡實現(xiàn)接口的抽象，并對上層提供一組標準的API接口，方便網(wǎng)絡應用的開發(fā)與穩(wěn)定性。

驅(qū)動部分：

Pin設備：通過控制GPIO高低電平控制外接設備。

串口設備：監(jiān)控系統(tǒng)運行狀態(tài)，可作為輸入控制。

第三方軟件包部分：

cJSON：C語言實現(xiàn)的極簡的解析 JSON 格式的軟件包。

onenet： RT-Thread 針對 OneNET 平臺連接做的的適配，通過這個軟件包，可以讓設備在 RT-Thread 上非常方便的連接 OneNet 平臺，完成數(shù)據(jù)的發(fā)送、接收、設備的注冊和控制等功能。

Paho-mqtt,：本軟件包是在 Eclipse paho-mqtt 源碼包的基礎上設計的一套 MQTT 客戶端程序。

Webclient：提供設備與 HTTP Server 的通訊的基本功能。

硬件框架

硬件設備以ART-Pi開發(fā)板及其板載設備為主。

軟件框架說明

軟件框架以標準RT-Thread操作系統(tǒng)為基礎，通過添加網(wǎng)絡模塊AP6212的設備驅(qū)動，以及SAL 套接字抽象層，實現(xiàn)系統(tǒng)的基礎聯(lián)網(wǎng)功能。

在此基礎上，添加cJSON 、onenet、paho-mqtt 軟件支持，并在onenet云端建立基于MQTT的產(chǎn)品與設備，將身份認證信息寫入軟件包，實現(xiàn)系統(tǒng)通過MQTT協(xié)議與云端服務器遠程通信協(xié)議支持。

最后，基于系統(tǒng)和第三方MQTT協(xié)議的API接口，實現(xiàn)業(yè)務代碼。添加設備節(jié)點與解析程序，并以線程的形式載入系統(tǒng)中。

軟件模塊說明

應用軟件的關鍵業(yè)務代碼部分基于系統(tǒng)和第三方MQTT協(xié)議的API接口實現(xiàn)，并以動態(tài)創(chuàng)建線程的方式加入到RT-Thread系統(tǒng)中。

關鍵操作主要有兩步：

1. 獲取傳感器信息，并上傳至服務器；
2. 接收onenet的遠程MQTT服務器發(fā)來的信息，解析并轉(zhuǎn)換為底層硬件的執(zhí)行指令，控制底層硬件的狀態(tài)。

演示效果

比賽感悟

通過這次比賽，更加深刻的認識到了RT-Thread不只是一個操作系統(tǒng)內(nèi)核，而是代表了整個嵌入式生態(tài)。作為一名 RTOS 的開發(fā)者，也許比賽前對 RT-Thread 還比較陌生。然而，隨著深入接觸，逐漸發(fā)現(xiàn) RT-Thread 的魅力和它相較于其他同類型 RTOS 的種種優(yōu)越之處。RT-Thread 是一款完全由國內(nèi)團隊開發(fā)維護的嵌入式實時操作系統(tǒng)（RTOS），具有完全的自主知識產(chǎn)權。經(jīng)過近 12 個年頭的沉淀，伴隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，它正演變成一個功能強大、組件豐富的物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。

總而言之，RT-Thread在這次比賽中充分發(fā)揮了一個物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)及其生態(tài)所蘊含的優(yōu)勢，這是以往嵌入式開發(fā)中由工程師只能自己手動搭建軟件系統(tǒng)所遠不能及的，衷心祝愿RT-Thread 社區(qū)越辦越好，走向產(chǎn)業(yè)，走向世界。