AWS IOT 入門（一） FreeRTOS

AWS IOT和azure IOT類似，都是由現(xiàn)場設(shè)備收集數(shù)據(jù)發(fā)送到云端，只不過不同組件叫不同名字而已。

架構(gòu)圖

邊緣軟件

邊緣計(jì)算將計(jì)算能力降低到數(shù)據(jù)源，而不必將其全部帶回云端。AWS IoT 邊緣可以為從傳感器到風(fēng)力渦輪機(jī)的小型和大型設(shè)備提供動(dòng)力。AWS IoT 設(shè)備可以安全地收集數(shù)據(jù)，保持設(shè)備數(shù)據(jù)同步，并在仍使用云進(jìn)行管理、分析和持久存儲(chǔ)的同時(shí)相互通信。

Amazon FreeRTOS

Amazon FreeRTOS 是一款適用于微控制器的操作系統(tǒng)，可讓您輕松地對(duì)低功耗的小型邊緣設(shè)備進(jìn)行編程、部署、安全保護(hù)、連接和管理。

Amazon FreeRTOS 通過軟件庫對(duì) FreeRTOS 內(nèi)核（一款適用于微控制器的常見開源操作系統(tǒng)）進(jìn)行擴(kuò)展，從而讓您可以輕松地將小型低功耗設(shè)備安全連接到 AWS IoT Core 等 AWS 云服務(wù)或運(yùn)行 AWS IoT Greengrass 的功能更強(qiáng)大的邊緣設(shè)備。

微控制器 (MCU) 是一種單芯片，其中包含一個(gè)常用于電器、傳感器、健身跟蹤器、工業(yè)自動(dòng)化和汽車等眾多設(shè)備的簡單處理器。許多此類小型設(shè)備都可以通過連接到云或連接到本地的其他設(shè)備而獲益。例如，智能電表需要連接到云來報(bào)告使用情況，大樓安全系統(tǒng)需要進(jìn)行本地通信，在您使用身份識(shí)別卡進(jìn)門時(shí)將門解鎖。微控制器具有有限的計(jì)算能力和內(nèi)存容量，通常執(zhí)行簡單的功能任務(wù)。微控制器運(yùn)行的操作系統(tǒng)往往沒有支持連接到本地網(wǎng)絡(luò)或云的內(nèi)置功能，從而使 IoT 應(yīng)用程序成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。Amazon FreeRTOS 可以幫助解決這個(gè)問題，它不僅提供核心操作系統(tǒng)來運(yùn)行邊緣設(shè)備，還提供軟件庫來支持輕松安全地連接到云（或其他邊緣設(shè)備），讓您可以從中為 IoT 應(yīng)用程序收集數(shù)據(jù)并執(zhí)行操作。

Amazon FreeRTOS 架構(gòu)

Amazon FreeRTOS 設(shè)計(jì)用于嵌入式微控制器。它通常作為單個(gè)已編譯映像，與設(shè)備應(yīng)用程序所需的所有組件一起，刷入到設(shè)備。此映像中結(jié)合了嵌入式開發(fā)人員針對(duì)該應(yīng)用程序編寫的功能、Amazon 提供的軟件庫、FreeRTOS 內(nèi)核，以及適用于硬件平臺(tái)的驅(qū)動(dòng)程序和板卡支持程序包 (BSP)。不論使用的是何種微處理器，對(duì)于 FreeRTOS 內(nèi)核和所有 Amazon FreeRTOS 軟件庫，嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)人員均可以采用相同的標(biāo)準(zhǔn)化接口。

開始使用 Amazon FreeRTOS

要快速開始使用，您可以從 AWS Partner Device Catalog 選擇支持 Amazon FreeRTOS 功能的硬件。如果您想快速開始使用，但沒有硬件，可以使用 Amazon FreeRTOS Windows 模擬器。

接下來，您可以使用 Amazon FreeRTOS 控制臺(tái)，通過選擇與使用案例相關(guān)的庫來自定義下載操作系統(tǒng)?？刂婆_(tái)將引導(dǎo)您完成這一過程，以便您可以立即開始開發(fā)。

您還可以在 GitHub、SourceForge 或 FreeRTOS.org 上找到 Amazon FreeRTOS?？刂婆_(tái)將包含所有庫和硬件特定的移植層，您可以根據(jù)您的使用案例，在下載之后選擇性地包含或移除這些層。您也可以通過任何這些渠道訪問獨(dú)立的 FreeRTOS 內(nèi)核。對(duì)于低功耗藍(lán)牙 (BLE)，您可以從 Amazon FreeRTOS GitHub 存儲(chǔ)庫中下載源代碼以及從 GitHub 中下載 Android 和 iOS 配套軟件開發(fā)工具包。

Amazon FreeRTOS 是開源的，因此您可以隨意擴(kuò)展、修改或刪除任何源代碼庫。

借助這些簡單的入門指南獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

git 下載

https://github.com/aws/amazon-freertos

開始使用 FreeRTOS Windows 仿真器

https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/freertos/latest/userguide/getting_started_windows.html

winpcap下載

https://www.winpcap.org/install/default.htm

Visual Studio 2017下載

https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/downloads/?rr=https%3A%2F%2Fdocs.aws.amazon.com%2Fzh_cn%2Ffreertos%2Flatest%2Fuserguide%2Fgetting_started_windows.html

最終配置好網(wǎng)卡之后

0 0 [None] FreeRTOS_IPInit 1 0 [None] vTaskStartScheduler 1. rpcap://\Device\NPF_{AD01B877-A0C1-4F33-8256-EE1F4480B70D} (Network adapter 'Intel(R) Ethernet Connection (4) I219-LM' on local host) 2. rpcap://\Device\NPF_{337F7AF9-2520-4667-8EFF-2B575A98B580} (Network adapter 'Microsoft' on local host) The interface that will be opened is set by "configNETWORK_INTERFACE_TO_USE" which should be defined in FreeRTOSConfig.h Attempting to open interface number 1.

生成并運(yùn)行 Amazon FreeRTOS 演示項(xiàng)目

將 Amazon FreeRTOS 演示加載到 Visual Studio 中

1. 在 Visual Studio 中，從 File (文件) 菜單，選擇 Open (打開)。選擇 File/Solution (文件/解決方案)，導(dǎo)航到 <BASE_FOLDER>\demos\pc\windows\visual_studio\aws_demos.sln，然后選擇 Open (打開)。
2. 從 Build (生成) 菜單，選擇 Build Solution (生成解決方案)，確保解決方案已生成且沒有錯(cuò)誤或警告。

運(yùn)行 Amazon FreeRTOS 演示

1. 重新生成 Visual Studio 項(xiàng)目以接受在標(biāo)頭文件中所做的更改。
2. 登錄 AWS IoT 控制臺(tái)。
3. 在導(dǎo)航窗格中，選擇測試以打開 MQTT 客戶端。
4. 在訂閱主題中，輸入 freertos/demos/echo，然后選擇訂閱主題。
5. 從 Visual Studio 中的 Debug (調(diào)試) 菜單，選擇 Start Debugging (開始調(diào)試)。

在 AWS IoT 控制臺(tái) 中，MQTT 客戶端顯示從 FreeRTOS Windows 仿真器收到的消息。

3個(gè)demo

低功耗藍(lán)牙演示應(yīng)用程序（測試版）

https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/freertos/latest/userguide/ble-demo.html

安全套接字 Echo 客戶端演示

https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/freertos/latest/userguide/secure-sockets-demo.html

設(shè)備影子演示應(yīng)用程序

https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/freertos/latest/userguide/shadow-demo.html