STM32L431使用TencentOS tiny操作系统连接腾讯物联网开发平台

1万 · 2021-8-6 15:38

本帖最后由呐咯密密于 2021-8-5 13:28 编辑

[url=home.php?mod=space&uid=760190]@21小跑堂 #申请原创#[/url]
去年腾讯为了宣传自己针对物联网的开源操作系统TencentOS tiny，举办了一场试用活动，当时幸运获得一块，但是当时公司任务较重，一直吃灰。

板子实物就这样，没啥好介绍的，都是基础的外设，如今闲来无事，再加上众多大神完善了git库，使开发变得容易，所以索性掏出来玩一下。这次主要实现以下几个功能：
在腾讯物联网平台创建项目和产品（此处为智能灯）
通过平台控制灯
使用腾讯连连微信小程序控制灯

一.上手体验helloworld
腾讯物联网终端操作系统 TencentOS tiny 简介
腾讯物联网终端操作系统（TencentOS tiny）是腾讯面向物联网领域开发的实时操作系统，具有低功耗，低资源占用，模块化，安全可靠等特点，可有效提升物联网终端产品开发效率。TencentOS tiny 提供精简的 RTOS 内核，内核组件可裁剪可配置，可快速移植到多种主流 MCU 及模组芯片上。而且，基于RTOS内核提供了丰富的物联网组件，内部集成主流物联网协议栈（如 CoAP/MQTT/TLS/DTLS/LoRaWAN/NB-IoT 等），可助力物联网终端设备及业务快速接入腾讯云物联网平台。
这是来源于官网的介绍，到底好不好还得看使用，对于我们新手，直接从源码开始，方便体验上手：TencentOS_ting源码仓库
从仓库拉取下来后文件夹目录如下：

这里简单介绍几个主要的文件夹：
board文件夹
这个文件夹中包含了目前为止TencentOS tiny 适配的开发板合集，在测试学习的时候非常好用，基本上热门的开发板均有适配。如果自己适配了新的开发板可以在开发完成后提交合并上去，为后续的开发者提供便利，到手即用。目前已适配很多。

device文件夹
该文件夹为TencentOS tiny支持的通信模组，包括了NB-IOT,wifi，2G,4G,lora。基本满足开发需求，使用很方便。

components文件夹
组件文件夹，包括上云组件，文件系统，安全组件，其中上云组件集合了各种常用的上云方式：

测试第一个代码：
根据自己的开发板在encentOS-tiny\board文件夹下寻找相对应的开发板，我这里选择TencentOS_tiny_EVB_MX_Plus，进入文件夹，打开KEIL文件，打开hello_world工程。
工程结构：

主函数中初始化了开发板的外设和任务的创建启动

board_init();初始化了系统的时钟，UART，定时器和OLED的显示，所以编译烧录后可以在屏幕上显示相关信息。

hello_world.c文件主要是创建任务，以及任务之间的调用。可以在串口观察任务运行情况

复制

#define TASK1_STK_SIZE          1024

void task1(void *arg);

osThreadDef(task1, osPriorityNormal, 1, TASK1_STK_SIZE);



#define TASK2_STK_SIZE          1024

void task2(void *arg);

osThreadDef(task2, osPriorityNormal, 1, TASK2_STK_SIZE);



#if TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN > 0u

#define TASK3_STK_SIZE          512

void task3(void *arg);

#endif



void task1(void *arg)

{

#if TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN > 0u

    osThreadId task_dyn_created;



    osThreadDynamicDef(task3, osPriorityNormal, 1, TASK3_STK_SIZE);

    task_dyn_created = osThreadCreate(osThread(task3), NULL);



    int count = 0;

#endif



    while (1) {

        printf("###I am task1\r\n");

        osDelay(2000);



#if TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN > 0u

        if (count++ == 3) {

            printf("###I am task1, kill the task3(dynamic created)\r\n");

            osThreadTerminate(task_dyn_created);

        }

#endif

    }

}



void task2(void *arg)

{

    while (1) {

#if TOS_CFG_TASK_STACK_DRAUGHT_DEPTH_DETACT_EN > 0u

        k_err_t rc;

        int depth;



        rc = tos_task_stack_draught_depth(K_NULL, &depth);

        printf("%d  %d\n", rc, depth);

#endif



        printf("***I am task2\r\n");

        osDelay(1000);

    }

}



#if TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN > 0u

void task3(void *arg)

{

    while (1) {

        printf("$I am task3(dynamic created)\r\n");

        osDelay(2000);

    }

}

#endif



void application_entry(void *arg)

{

    printf("***I am task\r\n");

    osThreadCreate(osThread(task1), NULL); // Create task1

    osThreadCreate(osThread(task2), NULL); // Create task2

}

二.上云！
既然是物联网操作系统，不联网那不就是耍流氓嘛！
因为是腾讯的物联网平台，那么针对自家的平台适配性肯定是最好的，我们就上腾讯云IoT Explorer平台。
1.云端配置
登录腾讯云物联网开发平台，登陆后点击立即使用进入产品开发界面。

1.1 新建项目
选择【公共实例】或您购买的【标准企业实例】。

进入项目列表页面，单击【新建项目】。
项目名称：输入“智能灯演示”或其他名称。
项目描述：按照实际需求填写项目描述。

项目基本信息填写完成后，单击【保存】，即可完成新建项目。
项目新建成功后，即可新建产品。
1.2 产品开发
1.2.1 新建产品进入该项目的产品列表页面，单击【新建产品】。
在新建产品页面，填写产品基本信息。

产品名称：输入“智能灯”或其他产品名称。
产品品类：选择“智慧城市”>“公共事业”>“路灯照明”。
设备类型：选择“设备”。
认证方式：选择“密钥认证”。
通信方式：这里选择其他。
其他都为默认选项。

产品创建成功后便可在产品列表里面看到“智能灯”

1.2.2 完善产品
点击产品名称进入产品配置页面
在数据模板页面系统会自动推介了标准功能，如果有需要可自行添加

数据模板是一个 JSON 格式的文件，使用数据模板协议，用户的设备需按数据模板定义要求传输设备数据到云端，并可使用基于数据模板的诸多业务功能，点击查看json可以看到上面创建功能的json格式：

复制

{

  "version": "1.0",

  "properties": [

    {

      "id": "power_switch",

      "name": "电灯开关",

      "desc": "控制电灯开灭",

      "required": true,

      "mode": "rw",

      "define": {

        "type": "bool",

        "mapping": {

          "0": "关",

          "1": "开"

        }

      }

    },

    {

      "id": "brightness",

      "name": "亮度",

      "desc": "灯光亮度",

      "mode": "rw",

      "define": {

        "type": "int",

        "unit": "%",

        "step": "1",

        "min": "0",

        "max": "100",

        "start": "1"

      }

    },

    {

      "id": "color",

      "name": "颜色",

      "desc": "灯光颜色",

      "mode": "rw",

      "define": {

        "type": "enum",

        "mapping": {

          "0": "Red",

          "1": "Green",

          "2": "Blue"

        }

      }

    },

    {

      "id": "color_temp",

      "name": "色温",

      "desc": "灯光冷暖",

      "mode": "rw",

      "define": {

        "type": "int",

        "min": "0",

        "max": "100",

        "start": "0",

        "step": "10",

        "unit": "%"

      }

    },

    {

      "id": "name",

      "name": "灯位置名称",

      "desc": "灯位置名称：书房、客厅等",

      "mode": "rw",

      "required": false,

      "define": {

        "type": "string",

        "min": "0",

        "max": "64"

      }

    }

  ],

  "events": [

    {

      "id": "status_report",

      "name": "DeviceStatus",

      "desc": "Report the device status",

      "type": "info",

      "required": false,

      "params": [

        {

          "id": "status",

          "name": "running_state",

          "desc": "Report current device running state",

          "define": {

            "type": "bool",

            "mapping": {

              "0": "normal",

              "1": "fault"

            }

          }

        },

        {

          "id": "message",

          "name": "Message",

          "desc": "Some extra message",

          "define": {

            "type": "string",

            "min": "0",

            "max": "64"

          }

        }

      ]

    },

    {

      "id": "low_voltage",

      "name": "LowVoltage",

      "desc": "Alert for device voltage is low",

      "type": "alert",

      "required": false,

      "params": [

        {

          "id": "voltage",

          "name": "Voltage",

          "desc": "Current voltage",

          "define": {

            "type": "float",

            "unit": "V",

            "step": "1",

            "min": "0.0",

            "max": "24.0",

            "start": "1"

          }

        }

      ]

    },

    {

      "id": "hardware_fault",

      "name": "Hardware_fault",

      "desc": "Report hardware fault",

      "type": "fault",

      "required": false,

      "params": [

        {

          "id": "name",

          "name": "Name",

          "desc": "Name like: memory,tf card, censors ...",

          "define": {

            "type": "string",

            "min": "0",

            "max": "64"

          }

        },

        {

          "id": "error_code",

          "name": "Error_Code",

          "desc": "Error code for fault",

          "define": {

            "type": "int",

            "unit": "",

            "step": "1",

            "min": "0",

            "max": "2000",

            "start": "1"

          }

        }

      ]

    }

  ],

  "actions": [

    {

      "id": "light_blink",

      "name": "行为测试",

      "desc": "",

      "input": [

        {

          "id": "time",

          "name": "time",

          "define": {

            "type": "int",

            "min": "0",

            "max": "100",

            "start": "0",

            "step": "1",

            "unit": ""

          }

        },

        {

          "id": "color",

          "name": "color",

          "define": {

            "type": "enum",

            "mapping": {

              "0": "red",

              "1": "yellow"

            }

          }

        },

        {

          "id": "total_time",

          "name": "total_time",

          "define": {

            "type": "int",

            "min": "0",

            "max": "100",

            "start": "100",

            "step": "1",

            "unit": ""

          }

        },

        {

          "id": "switch",

          "name": "switch",

          "define": {

            "type": "bool",

            "mapping": {

              "0": "关",

              "1": "开"

            }

          }

        }

      ],

      "output": [

        {

          "id": "err_code",

          "name": "err_code",

          "define": {

            "type": "bool",

            "mapping": {

              "0": "ok",

              "1": "error"

            }

          }

        }

      ],

      "required": false

    }

  ],

  "profile": {

    "ProductId": "4JE4PTXVC7",

    "CategoryId": "141"

  }

}

1.3 创建测试设备
完成数据模板后直接进入设备调试，其他的功能暂时用不到。
在【设备调试】页面中，单击【新建设备】，设备名为 dev001：

三、开发板代码烧录
TencentOS tiny项目工程中包含了explorer的demo工程，进入该目录：

复制

D:\TencentOS-tiny\board\TencentOS_tiny_EVB_MX_Plus\KEIL\qcloud_iot_explorer_sdk_data_template

用keil打开工程，修改以下代码：

这三个数据信息在产品dev001详情页中，点击蓝色dev001字样便可进入：

[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]产品 ID：将控制台的产品 ID ，复制到上图 sg_product_id。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]设备名称：将控制台的设备名称，复制到上图 sg_device_name。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]设备密钥：将控制台的设备密钥，复制到上图sg_device_secret。
[color=rgba(0, 0, 0, 0.75)]

配置wifi信息

将此处的wifi信息替换为自己的wifi信息，注意：wifi应是2.4G的wifi信号，因为ESP8266不支持5G。
编译下载到开发板。
查看设备状态
烧录完成后保证程序处于运行状态。进入【控制台】>【产品开发】>【设备调试】，可查看到设备 “dev001” 的状态为“上线”状态，表示 Demo 程序已成功连接上开发平台。

查看设备属性

云端控制设备
串口助手可看到设备一直等待平台的指令下发。

在云端平台进入设备在线调试，下发控制指令：

右侧通信日志窗口可查看指令的下发与开发板的回应。在串口助手同样可以看到收到的数据：

为了方便观察到设备受控，这里控制开发板上的灯，因为该灯只受高低电平控制，所以无法显示颜色，亮度的受控结果，这里会使用OLED来替代。
在gpio.c中先初始化PB9

在data_template_sample.c中添加控制代码：

复制

static void light_change_brightness(TYPE_DEF_TEMPLATE_INT brightness)

{

    // 作为demo，这里用oled屏字符显示来模拟灯颜色的切换

    // 这里应该由用户实现硬件操作代码，来改变智能灯的颜色

    // 此处demo，在开发板显示屏上显示具体的颜色

    char brightness_str[12];



    snprintf(brightness_str, sizeof(brightness_str), "%d", brightness);

    brightness_str[sizeof(brightness_str) - 1] = '\0';

    OLED_ShowString(0, 2, (uint8_t *)brightness_str, 8);

}



static void light_power_on(void)

{

    // 作为demo，这里用oled屏字符显示来模拟灯颜色的切换

    OLED_Clear();

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);        

}



static void light_power_off(void)

{

    // 作为demo，这里用oled屏字符显示来模拟灯颜色的切换

    char *info = "light off";

        HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_RESET);        

    OLED_Clear();

    OLED_ShowString(0, 0, (uint8_t *)info, 16);

}

定义三个控制函数，用来在接收到云端数据处理后控制硬件。

复制

void deal_down_stream_user_logic(void *client, ProductDataDefine   * pData)

{

    Log_d("someting about your own product logic wait to be done");



/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////

    char *color_name;



    /* 灯光颜色 */

    switch (sg_ProductData.m_color) {

        case 0:

            color_name = " RED ";

            break;



        case 1:

            color_name = "GREEN";

            break;



        case 2:

            color_name = "BLUE";

            break;

    }



    if (sg_ProductData.m_power_switch == 1) {

        /* 灯光开启式，按照控制参数展示 */

        light_power_on();

        light_change_color(color_name);

        light_change_brightness(sg_ProductData.m_brightness);

    } else {

        /* 灯光关闭展示 */

        light_power_off();

    }

}

在该函数中处理逻辑与硬件控制,当接收到云端的消息，数据已经处理封装在pdata。
此时我们在控制台发送新的指令：

此时状态已改变:

四、使用微信连连小程序控制：
既然是物联网设备，使用网页控制显然是不符合使用习惯的，但是腾讯自己有腾讯连连小程序，那我们就体验一番：
1.进入交互开发页面;

2.进入产品展示配置，我这里使用默认的图片，点击保存。

3.面板配置，如果没有特殊要求，直接默认，点击保存。

4.保存后进入设备调试，点击二维码：

微信搜索“腾讯连连”，打开微信连连小程序，授权后在主页面点击屏幕中间的“+”图标，使用扫一扫扫描弹出的二维码即可绑定我们的智能灯。

进入智能灯，更改灯的状态，下发指令，可以看到开发板的OLED已经更新。

结语：
腾讯的TencentOS tiny物联网开发还是很方便的，最重要的是网上的大神丰富了例程，很多东西拿来就能用，省去很大的精力开发，我也是借鉴了大神们的demo，此文最主要的目的是完善这个流程，代码还是其他人的，自己只是在上面做了一些修改。有需要的可以借鉴一下，其中有不到之处，望各位包涵。源代码就不贴了，大家直接去Git仓库拉取吧！