rsoc/Day5

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 ENV Kconfig配置文件

温湿度传感器——AHT10（I2C设备）

配置

在menuconfig选择,最终在Kconfig这里使能（勾选上宏）

1. 使能驱动AHT21(AHT10也适用，且会同时使能软件包)
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）
4. 还是要记得 pkg --update

使用直接驱动的这个ath10.c就行了

样例代码

#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

MQTT（Message 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。

参考链接：MQTT 协议入门：基础知识和快速教程

阿里云搭建

平台：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
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）
7. pkg --update
8. 把此处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

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

#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W25Q64（Flash）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 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 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：

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

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open，close……）
相关锁	如fd的互斥锁等

FAL (搭配SFUD驱动使用)

SFUD

SFUD：(Serial Flash Universal Driver) 串行 Flash 通用驱动库，如：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

FAL API

FAL API详细链接

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（块）设备（BLK设备）→对BLK设备格式化 分区表

（不用管）	分区名称	位置	偏移量	大小

DFS结合FAL配置W25Q64

更多参考官方文档链接