本文研究如何使用RT_Thread onenet组件将设备连接到中移onnet云平台,onenet组件提供多种方式连接云平台,本文使用mqtt方式连接,完成一个三色灯项目
一、理论基础
1.onenet平台介绍
OneNET定位为PaaS服务,即在物联网应用和真实设备之间搭建高效、稳定、安全的应用平台:面向设备,适配多种网络环境和常见传输协议,提供各类硬件终端的快速接入方案和设备管理服务;面向企业应用,提供丰富的API和数据分发能力以满足各类行业应用系统的开发需求,使物联网企业可以更加专注于自身应用的开发,而不用将工作重心放在设备接入层的环境搭建上,从而缩短物联网系统的形成周期,降低企业研发、运营和运维成本。
中移OneNET是中国移动基于物联网技术和产业特点打造的开放平台和生态环境,将面向智能家居、可穿戴设备、车联网、移动健康、智能创客等多个领域开放。
以上介绍过于官方,我来从开一个开发者的视角说下哈,目前onnet是国内比较早的一批做云的平台,论坛十分活跃,各种技术分享资料层出不穷,非常适合希望了解物联网的朋友深入学习,下图是目前onenet社区的会员和帖子总体情况:
forum.jpg

二 、使用实例
1.云端创建产品
接下来咱们进入正题,首先需要在云端创建一个产品,步骤如下:
创建产品
登录onenet官网,注册一个账号,地址:https://open.iot.10086.cn,点进开发者中心,创建产品,产品配置信息如下:
forum.jpg

注意;操作系统这里使用RT_Thread,没有此选项,选用linux即可
创建数据点
数据流模板->添加数据流模板
forum.jpg


创建产品数据点,此处创建power和color两个数据点,power表示总开关,power为0时候,灯关闭;power不为0的时候,color数值起作用,用以选择不同模式。
创建后台显示数据面板
应用管理->独立应用->添加应用
forum.jpg
注意:红色、绿色、蓝色按钮和颜色显示图片均链接color数据点,颜色显示图片仅显示左右,按钮可以下发选择不同的灯颜色。
到此为止,我们已经完成了产品的创建工作,接下来将要处理设备接入问题。
2.设备SDK移植
下载onenet组件包
打开包管理工具,进入RT-Thread online packages/IOT-internet of things目录,选择Paho MQTT、webClient、cJSON组件,如下所示:
forum.jpg

选择IOT Cloud --->进入配置页面,将创建的产品信息配置进去,onenet配置信息如下:
forum.jpg
注意:选择Enable OneNET automatic register device,设备可以注册到云端,而不需要每个设备都手动在平台注册,然后把设备信息再写入设备中,这样一来将为工厂产线减少工作量,解决烧录容易出现设备信息写错等问题。
下载fal、easyflash组件
这两个组件主要是用来存放设备自动注册获取的设备认证信息,下次设备启动检测是否含有设备信息,如果有可以直接进行mqtt连云,否则需要重新注册。
进入RT-Thread online packages/system packages目录,选择fal组件,如下所示:
forum.jpg

进入RT-Thread online packages/tools packages目录,选择easyflash组件,如下所示:
forum.jpg


移植fal、easyflash组件
在w60x路径下新建ports文件夹,然后在ports下创建两个移植组件fal和easyflash,注意fal下SConscrip指定Group名字为fal和packages/fal-latest中对应,easyflash亦然;至于移植细节,之后会另行介绍,现在着重开发项目。
修改onenet组件
    a.修改函数指针:cmd_rsp_cb
    函数指针cmd_rsp_cb指向一个函数,用来接收onenet下发的数据,RT_Thread中的处理方式是云端下发数据后,通过调用onenet_mqtt.cmd_rsp_cb,将数据抛给应用层的一个函数,并通过参数uint8_t **resp_data获取应用层处理后的结果,紧接着返回给onenet;我这里所作的修改是用户自行控制上发数据,因此不需要原函数中后两个参数,此外增加了char *topic_name,字段,因为用户自己控制上报数据时候,需要区分数据是云端下发的相应还是设备触发的主动上报。

forum.jpg
    设备主动上报topic_name是$dp,需要调用:
    send_mq_msg("$dp", send_msg.data_ptr, send_msg.data_size);
    设备应答云端下发的topic_name通过cmd_rsp_cb对应的回调函数可以获得,回调函数中首先获取数据,然后调用:
send_mq_msg(topic_name, (uint8_t *)res_buf, rt_strlen(res_buf));
    b.发送队列统一发送数据,解决高频控制或常问题
    send_mq_msg()函数实际上是把数据扔进发送队列中,发送队列在一个线程中等待,检测到有内容扔进队列的时候,则从队列中取出数据发送给onenet,实现代码如下所示:
static void onenet_upload_entry(void *parameter)
  • {
  • mq_send_msg_t send_msg = { 0x00 };
  • led_blue_on();
  • send_mq_msg("$
  • dp
  • ", (uint8_t *)POST_DATA4, rt_strlen((char *)POST_DATA4));
  • while (1)
  • {
  • rt_memset(&send_msg, 0x00, sizeof(send_msg));
  • if (RT_EOK == rt_mq_recv(mq_send, &send_msg, sizeof(send_msg), RT_WAITING_FOREVER))
  • {
  • if (onenet_mqtt_upload_data(send_msg.topic_name, (const char *)send_msg.data_ptr))
  • {
  • rt_kprintf("upload has an error, stop uploading\n");
  • break;
  • }
  • else
  • {
  • if (NULL==rt_strstr(send_msg.topic_name, "$
  • dp
  • ")) //上次上报是返回给
  • mqtt
  • 服务器,需要更新下数据以求同步数据到onnect
  • {
  • send_mq_msg("$
  • dp
  • ", send_msg.data_ptr, send_msg.data_size);
  • }
  • rt_kprintf("buffer : %
  • s
  • \ntopic_name is:%s", send_msg.data_ptr, send_msg.topic_name);
  • rt_free(send_msg.data_ptr);
  • }
  • }
  • rt_thread_mdelay(50);
  • }
  • exit:
  • rt_kprintf("upload thread exit!!!");
  • }
  • 复制代码
  • 复制代码
        c.发送所有状态数据到onenet
       RT_Thread提供的是一次性发送一个数据点给云端,我修改后也支持一次性上报所有数据,这样APP只需要每次刷新各个状态就行,不需要判断是哪个数据发生了改变。
    forum.jpg
    函数具体实现如下:
    rt_err_t onenet_mqtt_upload_data(const char *topic_name, const char *msg_str)
  • {
  • char *send_buffer = RT_NULL;
  • rt_err_t result = RT_EOK;
  • size_t length = 0;
  • assert(msg_str);
  • send_buffer = ONENET_MALLOC(strlen(msg_str) + 4);
  • if (!(send_buffer))
  • {
  • log_e("ONENET
  • mqtt
  • upload string data failed! No memory for send buffer!");
  • return -RT_ENOMEM;
  • }
  • *(send_buffer + strlen(msg_str) + 3) = 0x00;
  • strncpy(&send_buffer[3], msg_str, strlen(msg_str));
  • length = strlen(msg_str);
  • /*
  • mqtt
  • head and
  • json
  • length */
  • send_buffer[0] = 0x03;
  • send_buffer[1] = (length & 0xff00) >> 8;
  • send_buffer[2] = length & 0xff;
  • length += 3;
  • result = onenet_mqtt_publish(topic_name, (uint8_t *)send_buffer, length);
  • if (result < 0)
  • {
  • log_e("onenet
  • mqtt
  • publish digit data failed!");
  • goto __exit;
  • }
  • __exit:
  • if (send_buffer)
  • {
  • ONENET_FREE(send_buffer);
  • }
  • return result;
  • }
  • 复制代码
  • 复制代码

    3.程序分析

    mqtt
    组件入口

        main()函数中注册网络状态变化函数,然后连接网络,连接成功后,调用
    onenet_mqtt_init()开启mqtt服务:首先获取设备信息,如果获取不到,则进行注册流程,获取设备信息后,进行mqtt初始化设置,设置认证参数和数据接收、连接状态变化回调函数。
  • int onenet_mqtt_init(void)
  • {
  • int result = 0;
  • if (init_ok)
  • {
  • LOG_D("onenet
  • mqtt
  • already init!");
  • return 0;
  • }
  • if (onenet_get_info() < 0)
  • {
  • result = -1;
  • goto __exit;
  • }
  • onenet_mqtt.onenet_info = &onenet_info;
  • onenet_mqtt.cmd_rsp_cb = RT_NULL;
  • if (onenet_mqtt_entry() < 0)
  • {
  • result = -2;
  • goto __exit;
  • }
  • __exit:
  • if (!result)
  • {
  • LOG_I("RT-Thread OneNET package(V%
  • s
  • ) initialize success.", ONENET_SW_VERSION);
  • init_ok = RT_TRUE;
  • }
  • else
  • {
  • LOG_E("RT-Thread OneNET package(V%
  • s
  • ) initialize failed(%
  • d
  • ).", ONENET_SW_VERSION, result);
  • }
  • return result;
  • }
  • 复制代码
  • 复制代码
    数据下发入口

        当有平台数据下发,设备会进入mqtt_callback()回调函数,回调函数中处理数据,然后抛给应用层数据接收处理函数onenet_cmd_rsp_cb(),可通过onenet_set_cmd_rsp_cb(onenet_cmd_rsp_cb)在应用层设置。


    数据上报入口

        当设备通过连接到onenet服务器的时候,会进入mqtt_online_callback()回调函数,数据上报入口函数就是在这里触发,创建一个发送线程,检测发送队列中的数据,一旦有数据需要发送,立刻取出队列发送给云端。

    static void mqtt_online_callback(MQTTClient *c)
    {
        LOG_D("Enter mqtt_online_callback!");
        onenet_upload_cycle();
    }
    复制代码

    4.配置

    在applications目录下新建一个文件夹:3-cloud/1-onenet_led,然后同理需要修改aplications/SConscript脚本。
    Import('RTT_ROOT')
    Import('rtconfig')
    from building import *

    cwd = GetCurrentDir()
    src  = Glob('3-cloud/1-onenet_led/*.c')
    CPPPATH = [cwd]

    group = DefineGroup('Applications', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)

    Return('group')
    复制代码

    三、下载运行
    在ENV控制台,输入scons命令,在build/Bin目录下生成rtthread_1M.FLS,
    烧录运行后,设备端按照下图所示连接电路:
    forum.jpg
    static void onenet_cmd_rsp_cb(char *topic_name, uint8_t *recv_data, size_t recv_size)
  • {
  • char res_buf[128] = { 0 };
  • int value = 0;
  • rt_kprintf("recv data is %.*
  • s
  • \n", recv_size, recv_data);
  • value = atoi((char *)recv_data);
  • rt_kprintf("recv int data is:%
  • d
  • \r\n", value);
  • /* match the command */
  • if (value == 10) //总开关,默认为红色
  • {
  • /* led on */
  • led_red_on();
  • rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{"power":"10","color":"2"}");
  • }else if (value == 0)
  • {
  • /* led off */
  • led_off();
  • rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{"power":"0","color":"1"}");
  • }
  • else if (value == 2)//红色
  • {
  • /* red led on */
  • led_red_on();
  • rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{"power":"10","color":"2"}");
  • }
  • else if (value == 3)//绿色
  • {
  • /* green led on */
  • led_green_on();
  • rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{"power":"10","color":"3"}");
  • }
  • else if (value == 4)//蓝色
  • {
  • /* blue led on */
  • led_blue_on();
  • rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{"power":"10","color":"4"}");
  • }
  • send_mq_msg(topic_name, (uint8_t *)res_buf, rt_strlen(res_buf));
  • }
  • 复制代码
  • 复制代码

    forum.jpg


    设备Log如下所示:
    \ | /
  • - RT - Thread Operating System
  • / | \ 4.0.0 build Jun 30 2019
  • 2006 - 2018 Copyright by rt-thread team
  • lwIP-2.0.2 initialized!
  • [32m[5] I/SAL_SOC: Socket Abstraction Layer initialize success.
  • [0m[32m[64] I/WLAN.dev: wlan init success
  • [0m[32m[95] I/WLAN.lwip: eth device init ok name:w0
  • [0m[32m[100] I/WLAN.dev: wlan init success
  • [0m[32m[132] I/WLAN.lwip: eth device init ok name:w1
  • [0m[D/FAL] (fal_flash_init:61) Flash device | nor_flash | addr: 0x00000000 | len: 0x00100000 | blk_size: 0x00001000 |initialized finish.
  • [32;22m[I/FAL] ==================== FAL partition table ====================[0m
  • [32;22m[I/FAL] | name | flash_dev | offset | length |[0m
  • [32;22m[I/FAL] -------------------------------------------------------------[0m
  • [32;22m[I/FAL] | app | nor_flash | 0x00010000 | 0x00080000 |[0m
  • [32;22m[I/FAL] | download | nor_flash | 0x00090000 | 0x00060000 |[0m
  • [32;22m[I/FAL] | fs_part | nor_flash | 0x000f0000 | 0x0000b000 |[0m
  • [32;22m[I/FAL] | easyflash | nor_flash | 0x000fb000 | 0x00001000 |[0m
  • [32;22m[I/FAL] =============================================================[0m
  • [32;22m[I/FAL] RT-Thread Flash Abstraction Layer (V0.3.0) initialize success.[0m
  • [Flash] EasyFlash V3.3.0 is initialize success.
  • [Flash] You can get the latest version on https://github.com/armink/EasyFlash .
  • msh />[32m[4268] I/WLAN.mgnt: wifi connect success ssid:LBAGMY
  • [0m[D/ONENET] (onenet_mqtt_init:201) onnect mqtt init
  • [D/ONENET] (mqtt_connect_callback:85) Enter mqtt_connect_callback!
  • [36;22m[I/ONENET] RT-Thread OneNET package(V1.0.0) initialize success.[0m
  • [32m[5296] I/WLAN.lwip: Got IP address : 192.168.1.6
  • [0m[32m[5477] I/MQTT: MQTT server connect success
  • [0m[D/ONENET] (mqtt_online_callback:90) Enter mqtt_online_callback!
  • buffer : {"power":"10","color":"4"}
  • topic_name is:$dp[31m[30547] E/MQTT: [30547] wait Ping Response res: 0
  • [0m[D/ONENET] (mqtt_offline_callback:96) Enter mqtt_offline_callback!
  • [D/ONENET] (mqtt_connect_callback:85) Enter mqtt_connect_callback!
  • [32m[35662] I/MQTT: MQTT server connect success
  • [0m[D/ONENET] (mqtt_online_callback:90) Enter mqtt_online_callback!
  • buffer : {"power":"10","color":"4"}
  • topic_name is:$dp[D/ONENET] (mqtt_callback:60) topic $creq/a2a663b4-5b87-57ad-81d8-9e563659e540 receive a message
  • [D/ONENET] (mqtt_callback:62) message length is 1
  • recv data is 2
  • recv int data is:2
  • buffer : {"power":"10","color":"2"}
  • topic_name is:$crsp/a2a663b4-5b87-57ad-81d8-9e563659e540buffer : {"power":"10","color":"2"}
  • topic_name is:$dp[D/ONENET] (mqtt_callback:60) topic $creq/e08cd093-66ec-5e43-812c-ae7d2cd2cf5c receive a message
  • [D/ONENET] (mqtt_callback:62) message length is 1
  • recv data is 3
  • recv int data is:3
  • buffer : {"power":"10","color":"3"}
  • topic_name is:$crsp/e08cd093-66ec-5e43-812c-ae7d2cd2cf5cbuffer : {"power":"10","color":"3"}
  • topic_name is:$dp[D/ONENET] (mqtt_callback:60) topic $creq/65824a18-f17c-5286-b4b6-7f13a4d76246 receive a message
  • [D/ONENET] (mqtt_callback:62) message length is 1
  • recv data is 4
  • recv int data is:4
  • buffer : {"power":"10","color":"4"}
  • topic_name is:$crsp/65824a18-f17c-5286-b4b6-7f13a4d76246buffer : {"power":"10","color":"4"}
  • topic_name is:$dp
  • 复制代码
    后台显示:
        红灯模式
    forum.jpg


        绿灯模式
    forum.jpg

        蓝灯模式
    forum.jpg


    四、结语
    1.总结:
    本节完,实际操作过程中需要注意的地方有如下几点:
    (1) 组件方式调整
    之前的教程都是,每篇当作一个新的项目来做,每次都重新拉取组件包,但是更新本篇内容时候,我发现有时候组件包和RT_Thread menuconfig控制工具没有很好的协调一致,比如本篇中用到的W600组件包,wm_libraries,这次配置工具并没有该选项,于是通过RT_Thread官网寻找wm_libraries组件,提示可以在包管理工具中选择,如下:
    实际包管理工具如下图所示,并没有wm_libraries,但是有realtek的RTL8710组件,这也为之后做个铺垫,接下来会出一些RTL8710的教程,敬请期待。
    考虑到目前存在的问题,为了防止大家在使用的时候遇到和我类似的问题,从本篇开始,项目使用到的组件都会上传到github,大家下载后,配置SConscript选择需要运行的应用即可。
    (2) 修改了RT_Thread的连接onenet连接组件包
    a. 修改数据上报逻辑
        原有组件包是每次回复单个数据点的数据,修改后支持一次性上报所有数据点,同时调整mqtt数据上报处理逻辑。
    b. 增加队列缓冲发送机制
        解决连续两次调用数据发送接口,仅有第一次发出去的问题。
    2.后记:
    如您在使用过程中有任何问题,请加QQ群进一步交流,也可以github提Issue。