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