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18b595ae19 day3 ipc md 2024-07-31 15:00:10 +08:00
9d22e618c8 为上传查看区别 2024-07-31 04:07:13 +08:00
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@ -4,7 +4,8 @@
![alt text](image.png)
1. √
2. 互斥量
3.
3. 挂起:先做其它
死锁:互相等待……
## 临界区
only one can use the resource at a time
@ -82,11 +83,11 @@ rt_err_t rt_sem_trytake(rt_sem_t sem);
``` c
rt_err_t rt_sem_release(rt_sem_t sem);
```
## 互斥量
## 互斥量(互斥锁)
约等于仅有的一把钥匙
保护临界资源
多次获取多次释放???
![alt text](image-7.png)
1. 互斥量所用权
2. 防止优先级反转
### 优先级反转
高优先级被低优先级阻塞
实时:高优先级先执行
@ -97,13 +98,14 @@ rt_err_t rt_sem_release(rt_sem_t sem);
![alt text](image-8.png)
把A的优先级临时赋C
![alt text](image-9.png)
### 创建和删除???互斥量
### 创建和删除互斥量
无论选择 RT_IPC_FLAG_PRIO 还是 RT_IPC_FLAG_FIFO内核均按照 RT_IPC_FLAG_PRIO 处理
``` c
rt_mutex_t rt_mutex_create (const char* name, rt_uint8_t flag);
rt_err_t rt_mutex_delete (rt_mutex_t mutex);
```
无论选择 RT_IPC_FLAG_PRIO 还是 RT_IPC_FLAG_FIFO内核均按照 RT_IPC_FLAG_PRIO 处理
### 初始化和脱离互斥量
``` c
@ -111,50 +113,74 @@ rt_err_t rt_mutex_init (rt_mutex_t mutex, const char* name, rt_uint8_t flag);
rt_err_t rt_mutex_detach (rt_mutex_t mutex);
```
### 获取互斥量
+1???
如果互斥量已经被当前线程控制,在当前线程再一次获取,那么该互斥量的持有计数+1当前线程不会挂起
``` c
rt_err_t rt_mutex_take (rt_mutex_t mutex, rt_int32_t time);
```
### 无等待获取互斥量
``` c
rt_err_t rt_mutex_trytake(rt_mutex_t mutex);
```
### 释放互斥量
信号量:谁都可以获取,谁都可以释放
互斥量:只有拥有互斥量控制权的线程才可以释放,每释放一次,持有计数-1当持有计数为0时才变为可用
``` c
rt_err_t rt_mutex_release (rt_mutex_t mutex);
```
## 事件集
一堆事件在32bit中在线程中与或判断执行
一堆事件在32bit中32个事件0/1在线程中与或判断执行
- 发送: 从中断/线程中
- 接收: 线程接收,条件检查
![alt text](image-10.png)
### 创建事件集
``` c
rt_event_t rt_event_create(const char* name, rt_uint8_t flag);
```
### 删除事件集
???唤醒
删除前唤醒所有挂起在该事件集上的线程,返回`-RT_ERROR`
create用这个
``` c
rt_err_t rt_event_delete(rt_event_t event);
```
### 初始化事件集
静态事件集对象的内存一般放于**读写数据段**或**未初始化数据段**中
``` c
rt_err_t rt_event_init(rt_event_t event, const char* name, rt_uint8_t flag);
```
### 脱离事件集
create 不能用
``` c
rt_err_t rt_event_detach(rt_event_t event);
```
### ……
jssjian
### 发送事件集
set 即我们要发送的1<<n
`rt_err_t rt_event_send(rt_event_t event, rt_uint32_t set);`
### 接收事件集
set :当前目标需要的事件
option RT_EVENT_FLAG_OR RT_EVENT_FLAG_AND
recved : 接收到刚发送的事件
```c
rt_err_t rt_event_recv(rt_event_t event,
rt_uint32_t set,
rt_uint8_t option,
rt_int32_t timeout,
rt_uint32_t* recved);
```
## (消息)邮箱
也叫交换信息
4个字节32位恰好可以传递指针
![alt text](image-11.png)
### 创建邮箱
这块内存的大小等于邮件大小4 字节)与邮箱容量(size)的乘积
``` c
rt_mailbox_t rt_mb_create(const char* name, rt_uint32_t size, rt_uint8_t flag);
```
@ -164,34 +190,75 @@ rt_err_t rt_mb_delete(rt_mailbox_t mb);
```
### 初始化邮箱
``` c
rt_err_t rt_mb_init(rt_mailbox_t mb, const char* name, rt_uint32_t size, rt_uint8_t flag);
```
### 脱离邮箱
rt_err_t rt_mb_init(rt_mailbox_t mb,
const char* name,
void* msgpool,
rt_size_t size,
rt_uint8_t flag)
### 等待
不能在中断中使用???
```
### 发送邮件
``` c
rt_err_t rt_mb_send (rt_mailbox_t mb, rt_uint32_t value);
```
### 等待方式发送
邮箱满了可以等待一段时间,不能在中断中使用
### 接收邮件
地址存到val ue
``` c
rt_err_t rt_mb_recv (rt_mailbox_t mb, rt_uint32_t* value, rt_int32_t timeout);
```
### ...
## 消息队列
![alt text](image-11.png)
### 异步通信
1.vs2.
超时机制即timeout
![alt text](image-12.png)
1消息 多线程?
FIFO 对于谁
launch
停止?
。。。
FIFO :线程先得到先进入消息队列的消息
RT_IPC_FLAG_FIFO 或 RT_IPC_FLAG_PRIO :哪个线程先
### 创建消息队列
区别rt_size_t msg_size, rt_size_t max_msgs,
``` c
rt_mq_t rt_mq_create(const char* name,
rt_size_t msg_size,
rt_size_t max_msgs,
rt_uint8_t flag);
```
![alt text](image-13.png)
### 发送
中断里面不可以用`rt_mq_send_wait`
``` c
rt_err_t rt_mq_send (rt_mq_t mq, void* buffer, rt_size_t size);
```
IPC示例
![ipc_sample](image-14.png)
[示例代码在这里](.\packages\kernel_samples-latest\zh)
[一个好用的串口工具类似mobaxterm](https://wterm.wkjay.com/)
dist 的好处
加入sample
配置完任何软件包都要在env中
``` c
pkgs --update
```
## 示例按键灭灯
## 按键灭灯实践
### 灭了怎么点都不亮
因为按键按灭就没再点亮
在key线程循环开始每次点亮
### 灯轻微闪烁,几乎看不出
不能及时获取?用无等待获取信号量?
### 还是一样……
因为采用了延时防止误触,判断是否按下按键花了一点时间
~~只要知道按键没有按下就亮灯就行~~
在下次判断按键没按下之后再亮灯
### 居然在按键的线程在控制led
改为没摁才释放信号量led线程获取到后设为亮灯
并在获取信号量前将led设为灭灯
``` c
#include <board.h>
#include <rtthread.h>
@ -303,15 +370,4 @@ static void led_name_entry(void *parameter)
}
}
```
### 灭了怎么点都不亮
因为按键按灭就没再点亮
在key线程循环开始每次点亮
### 灯轻微闪烁,几乎看不出
不能及时获取?用无等待获取信号量?
### 还是一样……
因为采用了延时防止误触,判断是否按下按键花了一点时间
~~只要知道按键没有按下就亮灯就行~~
在下次判断按键没按下之后再亮灯
### 居然在按键的线程在控制led
改为没摁才释放信号量led线程获取到后设为亮灯
并在获取信号量前将led设为灭灯

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Day3/image-13.png Normal file

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BIN
Day3/image-14.png Normal file

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@ -8,11 +8,28 @@
• 代码框架会变复杂,但是从上面的优点来看是值得的
![spi驱动与设备驱动分离示意图](image-3.png)
### I/O框架
显示屏、串口通信、flash、SD卡、以太网接口
open,close...
I/O设备显示屏、串口通信、flash、SD卡、以太网接口……
接口open,close...
![I/O框架图](image-4.png)
### 派生设备种类
![alt text](image.png)
``` c
RT_Device_Class_Char /* 字符设备 */
RT_Device_Class_Block /* 块设备 */
RT_Device_Class_NetIf /* 网络接口设备 */
RT_Device_Class_MTD /* 内存设备 */
RT_Device_Class_RTC /* RTC 设备 */
RT_Device_Class_Sound /* 声音设备 */
RT_Device_Class_Graphic /* 图形设备 */
RT_Device_Class_I2CBUS /* I2C 总线设备 */
RT_Device_Class_USBDevice /* USB device 设备 */
RT_Device_Class_USBHost /* USB host 设备 */
RT_Device_Class_SPIBUS /* SPI 总线设备 */
RT_Device_Class_SPIDevice /* SPI 设备 */
RT_Device_Class_SDIO /* SDIO 设备 */
RT_Device_Class_Miscellaneous /* 杂类设备 */
```
### 字符设备、块设备
#### 字符设备
顺序读取:键盘、串口

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@ -8,10 +8,10 @@ ENV Kconfig配置文件
#### 配置
在menuconfig选择,最终在[**Kconfig这里**](board\Kconfig)使能(勾选上宏)
1. 使能驱动AHT21(AHT10也适用且会同时使能软件包)
![驱动使能](image-4.png)
![驱动使能](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-4.png?raw=true)
2. 记得 `pkg --update`
3. 补充rt_vsnprintf_full软件包使kprintf可以用`%.3f`(可以按`/`搜索)
![rt_vsnprintf_full软件包使能](image-5.png)
![rt_vsnprintf_full软件包使能](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-5.png?raw=true)
4. 还是要记得 `pkg --update`
使用直接驱动的[这个ath10.c](packages\aht10-latest\aht10.c)就行了
@ -131,9 +131,9 @@ MQTTMessage Queuing Telemetry Transport是一种轻量级、基于**发布
3. 功能定义 → 前往编辑草稿 → 添加自定义功能(标识符发布时要用,步长即精度)→ 发布上线
4. 创建设备(产品选择之前创建的)
5. 打开RW007(网络连接),注意修改对应数字
![alt text](image-6.png)
![alt text](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-6.png?raw=true)
6. menuconfig 阿里云软件包配置相应名称密码(在对应**产品**页顶端,**设备**页**MQTT连接参数**点击“查看”),同时**使能下方sample**(图中没标出)
![阿里云软件包配置相应名称密码](MQTT配置3.png)
![阿里云软件包配置相应名称密码](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/MQTT配置3.png?raw=true)
7. `pkg --update`
8. 把此处[packages\ali-iotkit-v3.0.2\ports\wrapper.c](packages\ali-iotkit-v3.0.2\ports\wrapper.c)的`RT_WEAK`改为`rt_weak`
#### MQTT样例
@ -216,7 +216,7 @@ int unlink(const char *pathname); //删除文件
| filesystem_operation_table | 记录操作函数如何实现如openclose……|
|相关锁 | 如fd的互斥锁等 |
![alt text](image.png)
![alt text](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image.png?raw=true)
### FAL (搭配SFUD驱动使用)
#### SFUD
@ -230,146 +230,22 @@ int unlink(const char *pathname); //删除文件
![FAL API图](https://www.rt-thread.org/document/site/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/fal/figures/fal-api.png)
#### FAL 初始化流程
W25Q64→注册为spi20设备挂载到spi2总线上**SPI设备**)→*通过SFUD驱动*`rt_sfud_flash_probe()`→跟一个命名为"W25Q64"的SPI_FLASH设备进行绑定(**SPI_FLASH设备**)→*通过FAL抽象层*→对SPI_FLASH设备进行分区将对应分区注册为BLK设备**BLK设备**→对BLK设备格式化
![初始化流程图](image-3.png)
![初始化流程图](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-3.png?raw=true)
**分区表**
| (不用管) | 分区名称 | 位置 | 偏移量 | 大小 |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| - | - | - | - | - |
![分区表](image-2.png)
[文件系统操作样例代码](Day5\filesystem.c)
![分区表](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-2.png?raw=true)
### DFS结合FAL配置W25Q64
![DFS结合FAL配置W25Q64](image-1.png)
1. 开启板上外设
![DFS结合FAL配置W25Q64](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-1.png?raw=true)
![文件系统开关1](文件系统开关1.png)
2. 配置自动挂载
![文件系统开关2](文件系统开关2.png)yw
3. 配置Component组件
![文件系统开关3](文件系统开关3.png)
4. 配置DFS
![文件系统开关4](文件系统开关4.png)
5. 配置elmFat
![文件系统开关5](文件系统开关5.png)
因为WiFi和flash挂在同一个spi下
所以需要先关闭WiFi,在main函数加以下代码
计算引脚 CS:90 (F-A)*16 + 10 = 90
``` c
#define WIFI_CS GET_PIN(F, 10)
void WIFI_CS_PULL_DOWM(void)
{
rt_pin_mode(WIFI_CS, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_pin_write(WIFI_CS, PIN_LOW);
}
INIT_BOARD_EXPORT(WIFI_CS GET_PIN);
```
## 我的实践
### 1. 使用AHT10软件包采集温湿度并上传到阿里云
### 读取传感器数据,上传到阿里云
(合并头两个代码),拼接字符串时我用了`sprintf`,其实应该也可以样例原有的`HAL_Snprintf`
### 2. 将font分区给挂载上。在温湿度上传上传云端的同时将数据同步放在文件系统处
文件名为Data.txt文件内容
> TempXX ; HumiXX ; Count 1自上电起所采集的数据次数
TempXX ; HumiXX ; Count 2自上电起所采集的数据次数
TempXX ; HumiXX ; Count 3自上电起所采集的数据次数
`drv_filesystem.c`中实现挂载font
``` c
fal_init();
fal_blk_device_create("font");
/* 创建目录 */
ret = mkdir("/fal/test", 0x777);
if (ret < 0)
{
/* 创建目录失败 */
rt_kprintf("dir error!\n");
}
else
{
/* 创建目录成功 */
rt_kprintf("mkdir ok!\n");
}
/* 挂载块设备"font"到 DFS 目录/fal/test中 */
if (dfs_mount("font", "/fal/test", "elm", 0, 0) == 0)
{
LOG_I("font initialized!");
}
else
{
dfs_mkfs("elm", "font");
if (dfs_mount("font", "/fal/test", "elm", 0, 0) == 0)
{
LOG_I("font initialized!");
}
else
{
LOG_E("Failed to initialize font!");
LOG_D("You should create a filesystem(font) on the block device first!");
}
}
```
接着文件末尾添加数据(Data.txt)
![alt text](image-7.png)
``` c
void make_file()
{
//文件描述符
int fd;
//用只写方式打开文件,如果没有该文件,则创建一个文件
fd = open("/fal/test/Data.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND); //和原来相比只是把O_TRUNC参数更改为O_APPEND即更改为打开后如果再进行写入将从文件的末尾位置开始写。
// rt_kprintf("\n%f %f tmp:%s\n",Humi,Temp,String);
//如果打开成功
if (fd >= 0)
{
//写入文件
write(fd, tmp, sizeof(tmp));
// rt_kprintf("Write done.\n");
//关闭文件
close(fd);
}
else
{
rt_kprintf("File Open Fail.\n");
}
return;
}
```
### 3. 利用云端给开发板发送指令然后实现小灯翻转
```c
rt_pin_mode(GPIO_LED_R, PIN_MODE_OUTPUT);
//topic_info->payload 为发送的内容,可以据此设置命令
if(rt_pin_read(GPIO_LED_R) == PIN_HIGH)
{
// rt_kprintf("LED_R should be ON\n");
rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_LOW);
}
else
{
// rt_kprintf("LED_R should be OFF\n");
rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_HIGH);
}
```
### 完整代码
``` c
#include "rtthread.h"
#include "dev_sign_api.h"
@ -379,7 +255,6 @@ else
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "aht10.h"
#include <dfs_posix.h>
char DEMO_PRODUCT_KEY[IOTX_PRODUCT_KEY_LEN + 1] = {0};
char DEMO_DEVICE_NAME[IOTX_DEVICE_NAME_LEN + 1] = {0};
@ -394,13 +269,6 @@ int HAL_GetDeviceSecret(char device_secret[IOTX_DEVICE_SECRET_LEN]);
uint64_t HAL_UptimeMs(void);
int HAL_Snprintf(char *str, const int len, const char *fmt, ...);
//定义接受文件内容的缓冲区
char buffer[1026] = {};
char tmp[1026];
#define GPIO_LED_B GET_PIN(F,11)
#define GPIO_LED_R GET_PIN(F,12)
// AHT挂载的总线名字
#define AHT10_I2C_BUS "i2c3"
@ -426,18 +294,6 @@ static void example_message_arrive(void *pcontext, void *pclient, iotx_mqtt_even
case IOTX_MQTT_EVENT_PUBLISH_RECEIVED:
/* print topic name and topic message */
EXAMPLE_TRACE("Message Arrived:");
rt_pin_mode(GPIO_LED_R, PIN_MODE_OUTPUT);
//topic_info->payload 为发送的内容,可以据此设置命令
if(rt_pin_read(GPIO_LED_R) == PIN_HIGH)
{
// rt_kprintf("LED_R should be ON\n");
rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_LOW);
}
else
{
// rt_kprintf("LED_R should be OFF\n");
rt_pin_write(GPIO_LED_R, PIN_HIGH);
}
EXAMPLE_TRACE("Topic : %.*s", topic_info->topic_len, topic_info->ptopic);
EXAMPLE_TRACE("Payload: %.*s", topic_info->payload_len, topic_info->payload);
EXAMPLE_TRACE("\n");
@ -474,44 +330,14 @@ static int example_subscribe(void *handle)
return 0;
}
void make_file()
{
//文件描述符
int fd;
//用只写方式打开文件,如果没有该文件,则创建一个文件
fd = open("/fal/test/Data.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_APPEND); //和原来相比只是把O_TRUNC参数更改为O_APPEND即更改为打开后如果再进行写入将从文件的末尾位置开始写。
// rt_kprintf("\n%f %f tmp:%s\n",Humi,Temp,String);
//如果打开成功
if (fd >= 0)
{
//写入文件
write(fd, tmp, sizeof(tmp));
// rt_kprintf("Write done.\n");
//关闭文件
close(fd);
}
else
{
rt_kprintf("File Open Fail.\n");
}
return;
}
int cnt = 0;
char tmp[256];
void tmp_payload(void)
{
// 读取温湿度值
Humi = aht10_read_humidity(Dev);
Temp = aht10_read_temperature(Dev);
memset(tmp, 0, sizeof(tmp));
sprintf(tmp, "Temp: %.1f;Humi: %.1f;Count: %d\n", Temp, Humi,++cnt);
// rt_kprintf("\n%f %f tmp:%s\n",Humi,Temp,tmp);
make_file();
sprintf(tmp, "{\"params\":{\"temperature\":%.2f,\"humidity\":%.2f}}", Temp, Humi);
rt_kprintf("\n%f %f tmp:%s\n",Humi,Temp,tmp);
return;
}
static int example_publish(void *handle)
@ -526,7 +352,7 @@ static int example_publish(void *handle)
int topic_len = 0;
char *payload = tmp;
// strcpy(payload,tmp_payload());
// rt_kprintf("payload:%s\n",payload);
rt_kprintf("payload:%s\n",payload);
topic_len = strlen(fmt) + strlen(DEMO_PRODUCT_KEY) + strlen(DEMO_DEVICE_NAME) + 1;
topic = HAL_Malloc(topic_len);
if (topic == NULL) {
@ -565,7 +391,6 @@ static void mqtt_example_main(void *parameter)
EXAMPLE_TRACE("mqtt example");
memset(&mqtt_params, 0x0, sizeof(mqtt_params));
mqtt_params.handle_event.h_fp = example_event_handle;
@ -628,4 +453,4 @@ void MQTT_Creat_Thread(void)
MSH_CMD_EXPORT(MQTT_Creat_Thread, create a MQTT_Thread);
```
[更多参考官方文档链接](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/filesystem?id=%e6%96%87%e4%bb%b6%e7%ae%a1%e7%90%86)
[更多参考官方文档链接](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/filesystem?id=%e6%96%87%e4%bb%b6%e7%ae%a1%e7%90%86)

456
Day5/note.md Normal file
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@ -0,0 +1,456 @@
# 软件包和组件
## 软件包Software Package
帮助我们完成了底层驱动的编写我们只需要使用里面提供的API就好了帮助我们快速开发。
RT-Thread 软件包中心:[软件包](https://packages.rt-thread.org/index.html)
ENV Kconfig配置文件
### 温湿度传感器——AHT10I2C设备
#### 配置
在menuconfig选择,最终在[**Kconfig这里**](board\Kconfig)使能(勾选上宏)
1. 使能驱动AHT21(AHT10也适用且会同时使能软件包)
![驱动使能](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-4.png?raw=true)
2. 记得 `pkg --update`
3. 补充rt_vsnprintf_full软件包使kprintf可以用`%.3f`(可以按`/`搜索)
![rt_vsnprintf_full软件包使能](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-5.png?raw=true)
4. 还是要记得 `pkg --update`
使用直接驱动的[这个ath10.c](packages\aht10-latest\aht10.c)就行了
#### AHT10样例代码
``` c
#include <board.h>
#include <rtthread.h>
#include <drv_gpio.h>
#include "aht10.h"
// AHT挂载的总线名字
#define AHT10_I2C_BUS "i2c3"
// 创建AHT线程时待用
#define THREAD_PRIORITY 25
#define THREAD_STACK_SIZE 2048
#define THREAD_TIMESLICE 5
// AHT线程指针
rt_thread_t AHT10 = RT_NULL;
// AHT测试样例
void AHT10_Test(void *parameter)
{
// AHT设备指针
aht10_device_t Dev = RT_NULL;
// Humi:湿度值,Temp:温度值
float Humi, Temp;
// 初始化设备
Dev = aht10_init(AHT10_I2C_BUS);
if (Dev == RT_NULL)
{
rt_kprintf("AHT10_init Fail");
return;
}
while (1)
{
// 读取温湿度值
Humi = aht10_read_humidity(Dev);
Temp = aht10_read_temperature(Dev);
// 没有下载rt_vsprintf_full软件包的时候
rt_kprintf("Humi: %d.%d\n", (int)Humi, (int)(Humi * 10) % 10);
rt_kprintf("Temp: %d.%d\n", (int)Temp, (int)(Temp * 10) % 10);
// 配合rt_vsnprintf_full软件包使用
// rt_kprintf("Humi: %f, Temp: %f\n", Humi, Temp);
rt_thread_mdelay(1000);
}
}
void AHT10_Creat_Thread(void)
{
// 创建线程
AHT10 = rt_thread_create("AHT10", AHT10_Test, RT_NULL, THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
// 创建成功就启动
if (AHT10 != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(AHT10);
}
else
{
rt_kprintf("AHT10_Thread Create Fail");
}
}
// 导出Shell命令
MSH_CMD_EXPORT(AHT10_Creat_Thread, This Function will creat a AHT10 thread.);
```
### MQTT协议搭配阿里云
#### 原理
MQTTMessage Queuing Telemetry Transport是一种轻量级、基于**发布-订阅**模式的消息传输**协议**(基于TCP/IP?),适用于资源受限的设备和低带宽、高延迟或不稳定的网络环境。它在**物联网**应用中广受欢迎,能够实现传感器、执行器和其它设备之间的高效通信。如果有设备需要获取某个传感器的消息,只需要**订阅这个主题**就好了。
#### 运行框架
**Client**:客户端,即我们使用的设备。
使用MQTT的程序或设备。客户端总是通过网络连接到服务端。它可以
- 发布应用消息给其它相关的客户端。
- 订阅以请求接受相关的应用消息。
- 取消订阅以移除接受应用消息的请求。
- 从服务端断开连接。
**Server**:服务端
作为发送消息的客户端和请求订阅的客户端之间的中介。服务端
- 接受来自客户端的网络连接。
- 接受客户端发布的应用消息。
- 处理客户端的订阅和取消订阅请求。
- 转发应用消息给符合条件的已订阅客户端。
**Topic Name**:主题名
附加在应用消息上的一个标签,服务端已知且与订阅匹配。服务端发送应用消息的一个副本给每一个匹配的客户端订阅。
**Subscription** 订阅
订阅相应的主题名来获取对应的信息。
**Publish**:发布
在对应主题上发布新的消息。
![MQTT运行框架](https://assets.emqx.com/images/a6baf485733448bc9730f47bf1f41135.png)
**参考链接**[MQTT 协议入门:基础知识和快速教程](https://www.emqx.com/zh/blog/the-easiest-guide-to-getting-started-with-mqtt)
#### 阿里云搭建
平台:[https://www.aliyun.com/product/iot/iot_instc_public_cn](https://www.aliyun.com/product/iot/iot_instc_public_cn)
1. **控制管理台****注册登录** → 公共实例 → (左栏)设备管理 → 产品 → 创建产品(名称随便,其它默认)→
2. Topic 类列表 → 自定义 Topic → 将get的权限改为“发布和订阅”
3. 功能定义 → 前往编辑草稿 → 添加自定义功能(标识符发布时要用,步长即精度)→ 发布上线
4. 创建设备(产品选择之前创建的)
5. 打开RW007(网络连接),注意修改对应数字
![alt text](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-6.png?raw=true)
6. menuconfig 阿里云软件包配置相应名称密码(在对应**产品**页顶端,**设备**页**MQTT连接参数**点击“查看”),同时**使能下方sample**(图中没标出)
![阿里云软件包配置相应名称密码](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/MQTT配置3.png?raw=true)
7. `pkg --update`
8. 把此处[packages\ali-iotkit-v3.0.2\ports\wrapper.c](packages\ali-iotkit-v3.0.2\ports\wrapper.c)的`RT_WEAK`改为`rt_weak`
#### MQTT样例
1. 以下代码实现拼接,`DEMO_PRODUCT_KEY, DEMO_DEVICE_NAME`分别替代两个`%s`
``` c
const char *fmt = "/sys/%s/%s/thing/event/property/post";
//...
HAL_Snprintf(topic, topic_len, fmt, DEMO_PRODUCT_KEY, DEMO_DEVICE_NAME);
```
1. 这个报错不用管`E/[RW007]: The wifi Stage 1 status 0 0 0 1`
2. 编译、运行、输入`wifi join wifiname wifisecret`
3. 在阿里云网页日志服务可以查看发送的消息
4. 在阿里云网页对应设备Topic列表可以发布消息msh中可以收到
5. 发现运行时shell命令用不了了因为样例导出的命令用shell线程去跑
6. 要把导出的封装为线程,即加入以下内容且把`mqtt_example_main()`的参数改为`void *parameter`
``` c
#define THREAD_PRIORITY 25
#define THREAD_STACK_SIZE 4096
#define THREAD_TIMESLICE 5
rt_thread_t MQTT_Thread = RT_NULL;
void MQTT_Creat_Thread(void)
{
MQTT_Thread = rt_thread_create("MTQQ_Thread", mqtt_example_main, RT_NULL, THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
if (MQTT_Thread != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(MQTT_Thread);
}
else
{
rt_kprintf("MQTT Thread Create Failed!\n");
}
}
MSH_CMD_EXPORT(MQTT_Creat_Thread, create a MQTT_Thread);
```
## 组件
可以独立开发、测试、测试、部署和维护的软件单元
*与软件包关系: 组件如手脚,软件包如工具,都可以选择是否使用*
### 文件系统
用板载的W25Q64Flash来学习
#### 文件系统定义
DFS, Device File System, RTT提供的虚拟文件系统组件
#### 文件系统架构
统一**根目录**用`/`表示,可以挂载目录、文件,允许不同目录下的**同名文件**
![目录与文件图](https://www.rt-thread.org/document/site/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/figures/fs-dir.png)
POSIX一个协议统一api名称使代码可以在不同的操作系统中跑
ELM FATFS 文件系统常用RomFS系统只读 (下文继续介绍)
![文件系统框架图](https://www.rt-thread.org/document/site/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/figures/fs-layer.png)
#### 文件系统种类
| 类型 | 特点 |
| - | - |
| FatFS | 小型嵌入式设备兼容微软有良好的硬件无关性RTT最常用如:elm_fat |
| RomFS | 挂载根目录,只读 |
| DevFS | 设备文件系统,开启后设备在`/dev`虚拟成文件可用read、write接口 |
| UFFS | 图文开发用于Nand Flash快、资源消耗少、免费 |
| NFS | 网络文件系统,用于网络连接操作另一台设备 |
#### POSIX接口层
一个协议统一api名称使代码可以在不同的操作系统中跑
**4个重要接口**
![POSIX](https://www.rt-thread.org/document/site/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/figures/fs-mg.png)
文件描述符fd(file descriptor),对应一个文件,可能多对一(把我们找到需要的文件)
还有:
``` c
int rename(const char *old, const char *new); //重命名
int stat(const char *file, struct stat *buf); //取得状态
int unlink(const char *pathname); //删除文件
```
#### 目录管理
目录常用api
![目录常用api图](https://www.rt-thread.org/document/site/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/figures/fs-dir-mg.png)
#### 文件系统启动流程
| 名称 | 补充 |
| - | - |
| filesystemtable | 记录所用的文件系统 |
| filesystem_operation_table | 记录操作函数如何实现如openclose……|
|相关锁 | 如fd的互斥锁等 |
![alt text](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image.png?raw=true)
### FAL (搭配SFUD驱动使用)
#### SFUD
**[SFUD](https://github.com/armink/SFUD)**(Serial Flash Universal Driver) 串行 **Flash 通用驱动库**sfud_get_device、sfud_read、sfud_erase、sfud_write等函数接口帮助我们能够**实现对不同Flash的读写**。
#### FAL
**Fal组件**(Flash Abstraction Layer) Flash 抽象层
调用SFUD**将Flash分区创建块设备**,文件系统要在块设备上搭建
[FAL 框架图](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/fal/fal)
#### FAL API
[**FAL API详细链接**](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/fal/fal_api)
![FAL API图](https://www.rt-thread.org/document/site/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/fal/figures/fal-api.png)
#### FAL 初始化流程
W25Q64→注册为spi20设备挂载到spi2总线上**SPI设备**)→*通过SFUD驱动*`rt_sfud_flash_probe()`→跟一个命名为"W25Q64"的SPI_FLASH设备进行绑定(**SPI_FLASH设备**)→*通过FAL抽象层*→对SPI_FLASH设备进行分区将对应分区注册为BLK设备**BLK设备**→对BLK设备格式化
![初始化流程图](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-3.png?raw=true)
**分区表**
| (不用管) | 分区名称 | 位置 | 偏移量 | 大小 |
| - | - | - | - | - |
![分区表](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-2.png?raw=true)
### DFS结合FAL配置W25Q64
![DFS结合FAL配置W25Q64](https://github.com/ljcjames/RSOC/blob/lcd/Day5/image-1.png?raw=true)
## 我的实践
### 读取传感器数据,上传到阿里云
(合并头两个代码),拼接字符串时我用了`sprintf`,其实应该也可以样例原有的`HAL_Snprintf`
``` c
#include "rtthread.h"
#include "dev_sign_api.h"
#include "mqtt_api.h"
#include <board.h>
#include <drv_gpio.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include "aht10.h"
char DEMO_PRODUCT_KEY[IOTX_PRODUCT_KEY_LEN + 1] = {0};
char DEMO_DEVICE_NAME[IOTX_DEVICE_NAME_LEN + 1] = {0};
char DEMO_DEVICE_SECRET[IOTX_DEVICE_SECRET_LEN + 1] = {0};
void *HAL_Malloc(uint32_t size);
void HAL_Free(void *ptr);
void HAL_Printf(const char *fmt, ...);
int HAL_GetProductKey(char product_key[IOTX_PRODUCT_KEY_LEN + 1]);
int HAL_GetDeviceName(char device_name[IOTX_DEVICE_NAME_LEN + 1]);
int HAL_GetDeviceSecret(char device_secret[IOTX_DEVICE_SECRET_LEN]);
uint64_t HAL_UptimeMs(void);
int HAL_Snprintf(char *str, const int len, const char *fmt, ...);
// AHT挂载的总线名字
#define AHT10_I2C_BUS "i2c3"
// AHT设备指针
aht10_device_t Dev = RT_NULL;
// Humi:湿度值,Temp:温度值
float Humi, Temp;
#define EXAMPLE_TRACE(fmt, ...) \
do { \
HAL_Printf("%s|%03d :: ", __func__, __LINE__); \
HAL_Printf(fmt, ##__VA_ARGS__); \
HAL_Printf("%s", "\r\n"); \
} while(0)
static void example_message_arrive(void *pcontext, void *pclient, iotx_mqtt_event_msg_pt msg)
{
iotx_mqtt_topic_info_t *topic_info = (iotx_mqtt_topic_info_pt) msg->msg;
switch (msg->event_type) {
case IOTX_MQTT_EVENT_PUBLISH_RECEIVED:
/* print topic name and topic message */
EXAMPLE_TRACE("Message Arrived:");
EXAMPLE_TRACE("Topic : %.*s", topic_info->topic_len, topic_info->ptopic);
EXAMPLE_TRACE("Payload: %.*s", topic_info->payload_len, topic_info->payload);
EXAMPLE_TRACE("\n");
break;
default:
break;
}
}
static int example_subscribe(void *handle)
{
int res = 0;
const char *fmt = "/%s/%s/user/get";
char *topic = NULL;
int topic_len = 0;
topic_len = strlen(fmt) + strlen(DEMO_PRODUCT_KEY) + strlen(DEMO_DEVICE_NAME) + 1;
topic = HAL_Malloc(topic_len);
if (topic == NULL) {
EXAMPLE_TRACE("memory not enough");
return -1;
}
memset(topic, 0, topic_len);
HAL_Snprintf(topic, topic_len, fmt, DEMO_PRODUCT_KEY, DEMO_DEVICE_NAME);
res = IOT_MQTT_Subscribe(handle, topic, IOTX_MQTT_QOS0, example_message_arrive, NULL);
if (res < 0) {
EXAMPLE_TRACE("subscribe failed");
HAL_Free(topic);
return -1;
}
HAL_Free(topic);
return 0;
}
char tmp[256];
void tmp_payload(void)
{
// 读取温湿度值
Humi = aht10_read_humidity(Dev);
Temp = aht10_read_temperature(Dev);
sprintf(tmp, "{\"params\":{\"temperature\":%.2f,\"humidity\":%.2f}}", Temp, Humi);
rt_kprintf("\n%f %f tmp:%s\n",Humi,Temp,tmp);
return;
}
static int example_publish(void *handle)
{
tmp_payload();
int res = 0;
const char *fmt = "/sys/%s/%s/thing/event/property/post";
// /k1lyriw1yGj/${deviceName}/user/get
char *topic = NULL;
int topic_len = 0;
char *payload = tmp;
// strcpy(payload,tmp_payload());
rt_kprintf("payload:%s\n",payload);
topic_len = strlen(fmt) + strlen(DEMO_PRODUCT_KEY) + strlen(DEMO_DEVICE_NAME) + 1;
topic = HAL_Malloc(topic_len);
if (topic == NULL) {
EXAMPLE_TRACE("memory not enough");
return -1;
}
memset(topic, 0, topic_len);
HAL_Snprintf(topic, topic_len, fmt, DEMO_PRODUCT_KEY, DEMO_DEVICE_NAME);
res = IOT_MQTT_Publish_Simple(0, topic, IOTX_MQTT_QOS0, payload, strlen(payload));
if (res < 0) {
EXAMPLE_TRACE("publish failed, res = %d", res);
HAL_Free(topic);
return -1;
}
HAL_Free(topic);
return 0;
}
static void example_event_handle(void *pcontext, void *pclient, iotx_mqtt_event_msg_pt msg)
{
EXAMPLE_TRACE("msg->event_type : %d", msg->event_type);
}
static void mqtt_example_main(void *parameter)
{
void *pclient = NULL;
int res = 0;
int loop_cnt = 0;
iotx_mqtt_param_t mqtt_params;
HAL_GetProductKey(DEMO_PRODUCT_KEY);
HAL_GetDeviceName(DEMO_DEVICE_NAME);
HAL_GetDeviceSecret(DEMO_DEVICE_SECRET);
EXAMPLE_TRACE("mqtt example");
memset(&mqtt_params, 0x0, sizeof(mqtt_params));
mqtt_params.handle_event.h_fp = example_event_handle;
pclient = IOT_MQTT_Construct(&mqtt_params);
if (NULL == pclient) {
EXAMPLE_TRACE("MQTT construct failed");
return ;
}
res = example_subscribe(pclient);
if (res < 0) {
IOT_MQTT_Destroy(&pclient);
return ;
}
while (1) {
if (0 == loop_cnt % 20) {
example_publish(pclient);
}
IOT_MQTT_Yield(pclient, 200);
loop_cnt += 1;
}
return ;
}
#define THREAD_PRIORITY 25
#define THREAD_STACK_SIZE 4096
#define THREAD_TIMESLICE 5
rt_thread_t MQTT_Thread = RT_NULL;
void MQTT_Creat_Thread(void)
{
// 初始化设备
Dev = aht10_init(AHT10_I2C_BUS);
if (Dev == RT_NULL)
{
rt_kprintf("AHT10_init Fail");
return;
}
MQTT_Thread = rt_thread_create("MTQQ_Thread", mqtt_example_main, RT_NULL, THREAD_STACK_SIZE, THREAD_PRIORITY, THREAD_TIMESLICE);
if (MQTT_Thread != RT_NULL)
{
rt_thread_startup(MQTT_Thread);
}
else
{
rt_kprintf("MQTT Thread Create Failed!\n");
}
}
MSH_CMD_EXPORT(MQTT_Creat_Thread, create a MQTT_Thread);
```
[更多参考官方文档链接](https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/programming-manual/filesystem/filesystem?id=%e6%96%87%e4%bb%b6%e7%ae%a1%e7%90%86)