AliOS Things 设备接入
更新时间：2018-04-04 16:06:19
简介
区别于普通的嵌入式设备 C SDK，AliOS Things 除了提供 Link Develop 设备接入能力以外，还赋予了设备一套完善的物联网操作系统，配有丰富的组件生态，如传感器框架、自组织Mesh网络、各类网络协议栈、安全支持等等，方便用户开发功能强大的物联网设备。
本文介绍如何在设备端基于 AliOS Things 接入 Link Develop 一站式开发平台，并将设备端采集到的传感器数据上报云端。
其中的设备端示例使用了 AliOS Things Starter Kit 开发板。
开发环境准备
如果设备已经在使用 AliOS Things，可以直接转至设备端接入示例，开始设备端接入部分的开发。
Linux/Mac
安装
GNU ARM Embedded Toolchain 下载 linux 或 mac 版本，并将
arm-none-eabi-工具添加在全局PATH
安装python pip包管理器，然后安装aos-cube到全局环境:
sudo pip install aos-cube
串口工具推荐安装（可选）
minicom 或者 picocom
Windows
安装
GNU ARM Embedded Toolchain 下载 win32 版本，并将
arm-none-eabi-工具添加在全局PATH
Python 2和Git安装完成以后，在Git Bash中安装aos-cube:
pip install --user -U aos-cube
注意
python版本为2.7，aos-cube version >= 0.2.22
下载 AliOS Things 代码
从GitHub克隆：
git clone https://github.com/alibaba/AliOS-Things.git
如果速度比较慢，也可以从镜像站点克隆：
git clone https://gitee.com/alios-things/AliOS-Things.git
设备端接入示例
功能概要
本例在设备端运行AliOS Things并采集加速度传感器数据通过MQTT上报到云端。
Link Develop 产品与设备配置
Link Develop支持云端设备模型的定义，为了能让云端理解上报的数据，我们先在平台创建产品及定义产品的功能。
加速度传感器的输出数据分别为X、Y、Z轴上的加速度值，因此需要在平台上定义相关功能。
产品创建
这里创建的是一个自定义产品：
所属分类：其他类型
产品名称：(自定义名称)
产品型号：(自定义型号)
节点类型：设备
通讯方式：Wi-Fi
数据格式：Alink
输入的其他字段含义可在页面帮助信息中查看。
功能定义
由于平台目前还没有加速度相关的属性值，我们在自定义功能栏定义相关功能：
定义一个加速度的属性：
标识符：Accelerometer
类型：JSON对象（结构体）
读写类型：只读
成员标识定义分别是X、Y、Z，标示各个轴向上的加速度值：
类型：浮点型（双精度）
定义完成后展示如下：
创建测试设备
产品创建成功后，我们为该产品添加实例（设备）。
生成激活凭证
设备添加成功后，会生成对应的激活凭证，设备连接到云端需要使用，可以理解是设备在云端的唯一标识符。
在平台上定义完成后就可以开始设备的开发。
设备本地开发
本文使用 aos 命令行方式进行开发，如果希望使用IDE方式开发，请参考文末链接：AliOS Things Starter Kit 开发文档(使用Visual Studio Code IDE方式)
查看、修改代码
打开 AliOS-Things 代码，可以看到类似如下目录结构：
AliOS-Things
├── README.md
├── board
├── build
├── example
│ ├── ldapp
│ │ ├── ldapp.mk
│ │ ├── mqtt-example.c
│ │ └── ucube.py
├── framework
├── include
├── kernel
├── ...
└── platform
这里我们要使用的是 example/ldapp 这一份示例代码，在 example/ldapp/mqtt-example.c 中更新设备激活凭证。
将前一章中生成的激活凭证填入到代码中即可，这样我们这个程序就会使用新的凭证信息连接到云端，如：
#define PRODUCT_KEY "a1xxxxxxxxo"
#define DEVICE_NAME "QSxxxxxxxxxxxxxxxxHc"
#define DEVICE_SECRET "O6xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxEi"
编译
此后的步骤请保证前序章节中开发环境准备步骤已完成。
在 AliOS-Things 目录下：
aos make ldapp@starterkit
编译完成会看到一份Memory Map，以及生成的目标二进制文件ldapp@starterkit.bin
Making ldapp@starterkit.elf
Making ldapp@starterkit.bin
Making ldapp@starterkit.hex
AOS MEMORY MAP
|=================================================================|
| MODULE | ROM | RAM |
|=================================================================|
| newlib_stub | 226 | 0 |
| sal | 12249 | 560 |
| kv | 2917 | 36 |
| fota | 2573 | 337 |
| socket_stand | 987 | 0 |
| yloop | 1547 | 24 |
| libc_nano | 25084 | 464 |
| vcall | 3526 | 4 |
| kernel_init | 661 | 36 |
| alink-ilop | 11158 | 1697 |
| rhino | 12487 | 7661 |
| framework | 349 | 12 |
| ldapp | 3064 | 580 |
| vfs | 1881 | 1209 |
| digest_algorithm | 2036 | 0 |
| libgcc | 3360 | 0 |
| sensor | 3478 | 113 |
| fota_mqtt_transport | 2343 | 58 |
| download_http | 1898 | 88 |
| cli | 5374 | 481 |
| mqtt | 13382 | 8 |
| device_sal_mk3060 | 6503 | 249 |
| fota_platform | 66 | 0 |
| netmgr | 1728 | 277 |
| fota_download | 22 | 0 |
| cjson | 1919 | 20 |
| stm32l4xx | 15862 | 7411 |
| starterkit | 1561 | 240 |
| log | 418 | 20 |
| MQTTPacket | 2065 | 4 |
| hal | 258 | 12 |
| atparser | 4791 | 21 |
| armv7m | 392 | 0 |
| *fill* | 189 | 58 |
|=================================================================|
| TOTAL (bytes) | 146354 | 21680 |
|=================================================================|
Build complete
Making .gdbinit
烧录
aos upload ldapp@starterkit
这里我们使用 Starter Kit 开发板，MCU 是 STM32L433，因此可以看到 st-flash 工具的烧录日志：
$ aos upload ldapp@starterkit
target: ldapp@starterkit
image_path: /Users/librae/work/AliOS-Things/out/ldapp@starterkit/binary/ldapp@starterkit.bin
upload_cmd: /Users/librae/work/AliOS-Things/build/cmd/osx/st-flash
st-flash 1.5.0
2018-04-03T21:43:19 INFO common.c: Loading device parameters....
2018-04-03T21:43:19 INFO common.c: Device connected is: L43x/L44x device, id 0x10016435
2018-04-03T21:43:19 INFO common.c: SRAM size: 0xc000 bytes (48 KiB), Flash: 0x40000 bytes (256 KiB) in pages of 2048 bytes
Mass erasing
erase succeed
st-flash 1.5.0
2018-04-03T21:43:19 INFO common.c: Loading device parameters....
2018-04-03T21:43:19 INFO common.c: Device connected is: L43x/L44x device, id 0x10016435
2018-04-03T21:43:19 INFO common.c: SRAM size: 0xc000 bytes (48 KiB), Flash: 0x40000 bytes (256 KiB) in pages of 2048 bytes
2018-04-03T21:43:19 INFO common.c: Attempting to write 146504 (0x23c48) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
Flash page at addr: 0x08023800 erasedEraseFlash - Page:0x107 Size:0x800
2018-04-03T21:43:21 INFO common.c: Finished erasing 72 pages of 2048 (0x800) bytes
2018-04-03T21:43:21 INFO common.c: Starting Flash write for F2/F4/L4
2018-04-03T21:43:21 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
size: 32768
size: 32768
size: 32768
size: 32768
size: 15432
2018-04-03T21:43:24 INFO common.c: Starting verification of write complete
2018-04-03T21:43:26 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!
firmware upload succeed
运行
AliOS Things 在串口中提供了命令行交互的支持。
烧录完成后重启设备，打开串口调试工具并将波特率设置到115200，输入回车(换行符)，可以看到#命令提示符，表示设备正常运行。也可以输入help命令进行交互，如：
#
# help
====Build-in Commands====
====Support six cmds once, seperate by ; ====
help:
echo:
exit: CLI exit
devname: print device name
sysver:
reboot: reboot system
time: system time
ota: system ota
====User Commands====
loglevel: set log level
tasklist: list all thread info
dumpsys: dump system info
udp: [ip] [port] [string data] send udp data
wifi_debug: wifi debug mode
mac: get/set mac
kv: kv [set key value | get key | del key | list]
version: show version
netmgr: netmgr [start|clear|connect ssid password]
mqtt: factory mqtt
#
配网
这里我们直接通过在串口中输入命令来连接WiFi完成配网：
netmgr connect SSID PASSWORD
例如：
# netmgr connect mywifi mypassword
[330060]<I> Will connect via at cmd: AT+WJAP=mywifi,mypassword
# [330100]<I> AT command AT+WJAP=mywifi,mypassword succeed, rsp:
OK
[337560]<I> AT command AT+WJAPIP? succeed, rsp:
+WJAPIP?:192.168.1.19,255.255.255.0,192.168.1.1,192.168.1.1
OK
[337580]<I> AT command AT+WMAC? succeed, rsp:
+WMAC:c8936840aa40
OK
[337580]<I> mac result: c8936840aa40
[337590]<I> Got ip : 192.168.1.19, gw : 192.168.1.1, mask : 255.255.255.0
[337590]<V> Hello, WiFi GOT_IP event! at board/starterkit/board_cli.c 200
设备WiFi连接成功后会自动建立MQTT连接，之后定期上报采集到的传感器数据。下图是正常运行的日志信息：
[337610]<V> Hello, WiFi GOT_IP event! at board/starterkit/board_cli.c 200
[337610]<V> wifi_service_event!
RHINOSOCK 32 HAL_TCP_Establish() | establish tcp connection with server(host=a1E31Zmhcxo.iot-as-mqtt.cn-shanghai.aliyuncs.com port=1883)
[337710]<I> Server conn (0) successful.
RHINOSOCK 71 HAL_TCP_Establish() | success to establish tcp, fd=0
[338210]<V> mqtt_service_event!
[338440]<V> subscribe success, packet-id=1
[339450]<V> packet-id=2, publish topic msg={"id":"1","version":"1.0","method":"thing.event.property.post","params":{"Accelerometer":{"X":-1.732227,"Y":-0.038281, "Z":7.062891}}}
[339480]<V> publish success, packet-id=2
[339980]<V> ----
[339980]<V> Topic: '/sys/a1E31Zmhcxo/QSUvUO7V5lxwJsOHgyHc/thing/event/property/post_reply' (Length: 69)
[339990]<V> Payload: '{"code":200,"data":{},"id":"1","message":"success","version":"1.0"}' (Length: 67)
[340000]<V> ----
[340490]<V> packet-id=3, publish topic msg={"id":"2","version":"1.0","method":"thing.event.property.post","params":{"Accelerometer":{"X":-1.713086,"Y":-0.057422, "Z":7.082031}}}
[340510]<V> publish success, packet-id=3
[341200]<V> ----
[341200]<V> Topic: '/sys/a1E31Zmhcxo/QSUvUO7V5lxwJsOHgyHc/thing/event/property/post_reply' (Length: 69)
[341210]<V> Payload: '{"code":200,"data":{},"id":"2","message":"success","version":"1.0"}' (Length: 67)
[341220]<V> ----
[341530]<V> packet-id=4, publish topic msg={"id":"3","version":"1.0","method":"thing.event.property.post","params":{"Accelerometer":{"X":-1.665234,"Y":-0.076563, "Z":7.072461}}}
[341550]<V> publish success, packet-id=4
链路调试
上行调试
查看设备运行状态，可以看到设备上报的数据及上报的时间点，则说明上行链路工作正常。
下行调试
操作方法如下，由于本案例没有可配置的下行数据，如需调试请开发者自行定义。
结语
至此，设备端到云端的链路已打通，后续可以在 Link Develop 上进一步进行开发以完成整个物联网应用。
关于 AliOS Things 的更多详细文档，请参考：