M2351应用系列｜以 Mbed OS 与 Pelion 物联网管理系统为例

2万 · 2019-8-8 16:57

M2351应用系列｜以 Mbed OS 与 Pelion 物联网管理系统为例

首先，简单解释下 Mbed OS

Mbed OS 是由 Arm 公司发展并公开支持 RTOS (Real-Time Operating System) 特别针对物联网的应用所开发。是采用 Apache 2.0 的开源 (Open-Source) 受方式，使用者可以该授权方式放心地使用这套系统，无论是个人项目或是商用产品。Mbed 发展至今，已由最初的Mbed OS，主要是支持 Arm Cortex-M 系列；进而发展到 Mbed Linux OS，主要是以支持 Cortex-A 系列为主。Mbed OS 主要的特色包含了高度模块化的硬件功能函式库、物联网装置安全规则和丰富的各种有线与无线连网功能免费驱动程序，详细的产品特性与带来好处整理如下表：

数据源：Arm Mbed 网站，新唐整理

其次，我们来说明什么是 Pelion IoT Platform

PelionIoT Platform (以下简称Pelion)，也是由Arm 公司所开发的一套针对物联网装置的管理系统，另有个名称叫 Arm Pelion Device Management (以下简称Pelion DM)，是一个包含了节点装置端到云端的物联网管理系统。Pelion DM 针对物联网的建置与管理，其横跨了以下的几个面向与服务内容整理如下图表：

数据源：Arm Mbed 网站，新唐整理

接着，我们用几个问答题的方式来说明上个图表中的一些关键技术

(1) Mbed OS 和 Pelion DM 是如何串接起来的？

答案是 Pelion Client。节点装置里需要有安装Mbed OS 与Pelion Client (Pelion DM Client 的简称)，所以在云端进行管理工作的就称为 Pelion Cloud (Pelion DM Cloud 的简称)。

(2) IP-Connected 和 Non-IP 有什么差别？

IP/Non-IP 最主要是为了区分软件通讯协议的采用，用有线或无线通信方式则不是重点。PelionClient 目前针对 IP 的网络协议支持包含了 Wi-Fi、Cellular 与 Ethernet。Non-IP则是必须经过 Gateway 或是专属的网络管理机制再经由安全协议连接到 Pelion Cloud。

(3) Pelion DM Cloud 有哪些功能，各项服务是免费的吗？

最主要的服务包含了联机管理、节点装置管理与数据收集管理三大领域。当然这三大主要的功能还有一些细节如图表所叙述，举例关于产品的生命周期管理，这在一般的微控制器领域比较不常见，因这注入了产品生命周期管理 (Product Lifecycle Management) 的一些功能，诸如安全识别作业 (Provisioning)、安全软件更新等，而上述所有的功能均需由 PelionCloud 和 Pelion Client 搭配实现完成，非Mbed OS 就能提供，且不是免费，必须向 Arm 公司购买服务授权。

(4) 如何客制化客户端的应用与服务？

因客户端的应用非包含在标准的Pelion Cloud 的产品里，Arm的做法是提供服务端的应用软件开发工具包 (SDK)，配合 REST API 协议来连接到 Pelion Cloud。

(5) Pelion Client 在装置端的资源需求要多大？有不同版本吗？

目前 Arm 在公开的资料上所揭露的版本为 Pelion Client Full Version，需要的Flash 和SRAM 的大小约为Flash: 296KB~392KB；SRAM: 57KB~107KB，依需要放多少 Pelion Cloud 的服务，实际的需求可能还是要根据装置的设计，特别是 SRAM 的大小可能还是会高于公布数字。不过 Arm 内部为了配合物联网节点装置的资源小型化与低成本需求，一直都有跟网页上公布的 partner 公司有在进行 Pelion ClientLite 版本的开发，客户可以跟所用的 Mbed Enabled 板子提供商来询问，而不同版本的 Pelion Client 都是 open-source 的 Apache 2.0 授权方式，并提供 Pelion Cloud 服务免费测试，待确定开发完成确定采用再购买 Pelion Cloud 的云端管理服务。

(6) Pelion Client 一定要搭配 Mbed OS 吗？PelionCloud 如何搭配主流云服务平台？

事实上 Pelion Client 不一定要搭配 Mbed OS，像FreeRTOS也可以跑Pelion Client，最主要是要搭配 Pelion Cloud 才能实现 Pelion IoT Platform 诸多功能。至于 Pelion Cloud 提供的服务则并非等同于云服务平台，例如 AWS、MS Azure…等。所以 Pelion Cloud 所要求的是装置的管理逻辑，以服务 Arm 的Cortex 内核为主的 CPU 装置，至于云端的基础建设提供则不是重点，所以简单讲客户可以利用现有的信息架构，配合 Arm 公司提供的 SDK 来发展物联网服务入口，或是自行规划的数据存储设备，把装置的联机管理与数据的收集交给 Pelion Cloud。

再接着，我们利用以下说明 M2351 的 Maker Board 如何支持 Pelion IoTPlatform

新唐公司的 NuMicro M2351 Series 是业界领先以 Cortex-M23 内核通过Arm PSA Level 1 与 PSA Security Functional API 双认证的微控制器产品，基于 Armv8-M 的架构提供了 TrustZone 的程序隔离与诸多跟安全有关的功能，是搭配Mbed OS 与Pelion Client 的最佳微控制器平台，而 M2351 开发评估版也于近期通过了对于 FreeRTOS 的支持验证，客户可以在不同的RTOS 之间多一项弹性的选择，以 Arm Pelion 物联网平台展示物联网装置布署，自由的选择布建方式通讯协议、云端及装置厂商，降低物联网装置管理的复杂性，实现安全可靠的物联网装置管理。