TencentOS-tiny/doc/30.TencentOS_Tiny_EVB_AIoT_QuickStart.md

TencentOS tiny定制开发板EVB_AIoT快速入门指南

Revision	Date	Description
1.0	2021-11-09	文档初版

1. 定制开发板EVB_AIoT硬件简介

1.1 开发板简介

EVB_AIoT是腾讯物联网操作系统TencentOS tiny 团队联合恩智浦半导体、厚德物联网设计的一款高性能AIoT评估板，用于TencentOS tiny 基础内核和AIoT应用功能体验和评估。 开发板如下图所示：

1.2 开发板特性

内置TencentOS Tiny开源物联网操作系统

NXP RT1062跨界处理器，最高主频528M

1M RAM ，32M SDRAM、32M QSPI Flash

板载Type-C接口CMSIS DAP仿真器

板载PCIE接口，可扩展4G类物联网模组

板载物联网俱乐部WAN Interface接口，可支持NB-IoT、WiFi、4G cat1、LoRa等模组

板载物联网俱乐部E53 Interface接口，可扩展全系E53传感器；

板载标准24P DVP摄像头接口，可支持最高500万像素摄像头；

板载RGB显示接口，可转换HDMI输出；

板载高性能音频解码芯片，可做语音识别测试；

预留SD卡、用户按键、SPI Flash

2. 定制开发板EVB_AIoT软件开发环境准备

2.1 MCUXpresso IDE 介绍

MCUXpresso IDE，是恩智浦公司为开发人员提供的一款基于Eclipse的集成开发环境，可以支持基于ARM Cortex M内核的NXP MCU。MCUXpresso IDE 提供高级编辑、编译和调试功能，并添加了特定于 MCU 的调试视图、代码跟踪和分析、多核调试和集成配置工具，可以帮助开发者基于NXP官方SDK快速搭建MCU软件开发环境。

2.2 MCUXpresso IDE安装

登录NXP官网，下载MCUXpresso IDE软件，下载地址： https://www.nxp.com/design/software/development-software/mcuxpresso-software-and-tools-/mcuxpresso-integrated-development-environment-ide:MCUXpresso-IDE?tab=Design_Tools_Tab

这里我下载的版本当前最新的MCUXpresso IDE v11.4.1，本开发教程以该版本为例，双击下载下来的安装文件，按照提示完成安装即可。 安装完成启动软件可以看到如下欢迎界面：

然后我们就可以使用IDE了，如图，可以下载安装不同MCU 芯片的官方SDK，可以创建新的项目，可以导入官方SDK的应用案例等。

2.3 NXP RT1060 官方SDK包安装

安装完 MCUXpresso IDE后，我们需要安装开发套件中MCU型号对应的SDK包。 在欢迎界面点击 DownLoad and Install SDKs按钮，或者在项目界面点击按钮，如下图，进入SDK选择界面

进入SDK选择界面后，输入对应的MCU RT1060，开始筛选SDK包，选择对应MCU系列的官方EVK，再点击Install即可完成安装，如下图：

至此，我们开发板的开发环境已经搭建完毕，可以开始进行代码开发。

2.4 串口调试助手的安装与使用

工具下载： http://www.daxia.com/download/sscom.rar

安装方法：串口调试助手sscom5.13.1是免安装的，解压出压缩包即可直接使用。

根据PC和终端之间的连接，选择正确的串行端口。 打开电脑的设备管理器，在端口列表可以看到PC与开发板连接的端口号。

我这里显示的是COM6，所以要在sscom工具中选择COM6，开发板程序波特率设置为115200，所以我在sscom串口工具中选择115200波特率。

2.5 使用MCUXpresso IDE搭建第一个Hello World 裸机工程

关闭欢迎界面，我们在左下方Create or import a project 选型卡里面选择Import SDK examples ，开始从SDK里面导入Hello World 示例。如下图所示。

进入向导后选择SDK，然后下一步

在demo apps 里面选择hello world示例，点击完成，即可生成hello World项目

生成项目后，可以在工程上右键选择构建项目来完成代码编译，如下图：

完成编译后，在工程上右键选择调试方式，再选择CMSIS-DAP（开发板板载了CMSIS DAP调试器）进行工程下载和调试，如下图：

使用Type-C USB 连接好电脑，打开sscom串口助手，就可以看到hello world的打印信息，如图：

3. 在EVB_AIoT开发板上移植TencentOS tiny内核

3.1 准备裸机工程

移植TencentOS Tiny内核前，我们先准备一个简单的点灯工程，这里跟前面的步骤一样，我们先使用MCUXpresso IDE 基于RT1060 SDK生成基础工程；

通过SDK 导入 Driver examples-> igpio_led_output 示例工程，如下图：

但是这里sdk默认使用的LED的GPIO端口跟我们开发板上的不一致，我们需要使用 MCUXpresso IDE的 MCUXpresso Config Tools进行引脚配置，查阅开发板原理图，可以发现开发板上的LED接到的是RT1062 MCU的 GPIO_SD_B1_02（M3）脚，这里我们打开MCUXpresso Config Tools-> Open Pins 或者直接点击IDE界面的芯片引脚图标对GPIO进行配置，如图所示：

打开引脚配置后，我们找到左侧的引脚列表，选择GPIO_SD_B1_02（M3）引脚，配置为GPIO3_IO02,如下图

完成后点击更新源代码，IDE就会将刚才配置好的代码更新到工程，如下图所示：

也可以看到 pin_mux.c文件中GPIO的初始化代码有更新，如下图：

同时，我们修改下工程中board.h文件中LED的GPIO端口和引脚号代码，如下图

修改完成编译下载到开发板，可以看到开发板上的LED灯闪烁，这样说明我们的基础工程完成了。

3.1 基于裸机工程移植内核

提前在 TencentOS Tiny官方项目仓下载内核代码，下载地址： https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny

拷贝如下目录的内核代码到新建的TencentOS-Tiny文件夹备用（请严格按照一下目录拷贝，不需要拷贝多余的）

一级目录	二级目录	三级目录	四级目录	五级目录	说明
arch	arm	arm-v7m	common		TencentOS tiny 中断tick相关代码
			cortex-m7	gcc	TencentOS Tiny M核调度汇编 GCC
kernel	core				TencentOS tiny内核源码
	hal				TencentOS tiny驱动抽象层
	pm				TencentOS tiny低功耗源码
TOS_CONFIG					TencentOS tiny配置头文件，用户自定义，从模板修改过来

这里只介绍TencentOS tiny的内核移植，所以这里只需要用到 arch、kernel两个目录下的源码。

将全部内核源码复制到工程目录下，如下图：

然后我们在工程界面按F5刷新工程，就可以在源码目录看到TencentOS Tiny的内核源码了，如图所示：

接下来，我们在gpio_led_output.c添加TencentOS Tiny内核初始化和相关任务代码

1. 包含内核头文件 #include "tos_k.h"

2. 添加Tick处理函数 SysTick_Handler ，代码如下：

void SysTick_Handler(void)
{
  if (tos_knl_is_running())
  {
    tos_knl_irq_enter();
    tos_tick_handler();
    tos_knl_irq_leave();
  }
} 

3.新建两个测试任务

#define TASK1_STK_SIZE       1024
k_task_t task1;
uint8_t task1_stk[TASK1_STK_SIZE];


#define TASK2_STK_SIZE       1024
k_task_t task2;
uint8_t task2_stk[TASK2_STK_SIZE];

void task1_entry(void *arg)
{
    while (1) {
    	PRINTF("###I am task1\r\n");
        tos_task_delay(2000);
    }
}

void task2_entry(void *arg)
{
    while (1) {
    	PRINTF("***I am task2\r\n");
        tos_task_delay(1000);
    }
}

4.在main函数后面增加操作系统初始化函数

int main(void)
{
    /* Define the init structure for the output LED pin*/
    gpio_pin_config_t led_config = {kGPIO_DigitalOutput, 0, kGPIO_NoIntmode};

    /* Board pin, clock, debug console init */
    BOARD_ConfigMPU();
    BOARD_InitBootPins();
    BOARD_InitBootClocks();
    BOARD_InitDebugConsole();

    /* Print a note to terminal. */
    PRINTF("\r\n GPIO Driver example\r\n");
    PRINTF("\r\n Welcome to TencentOS Tiny!\r\n");

    /* Init output LED GPIO. */
    GPIO_PinInit(EXAMPLE_LED_GPIO, EXAMPLE_LED_GPIO_PIN, &led_config);

    tos_knl_init(); // TencentOS Tiny kernel initialize
    tos_task_create(&task1, "task1", task1_entry, NULL, 4, task1_stk, TASK1_STK_SIZE, 0); // Create task1
    tos_task_create(&task2, "task2", task2_entry, NULL, 3, task2_stk, TASK2_STK_SIZE, 0);// Create task2
    tos_knl_start();

}

5.在工程里面配置TencentOS Tiny 头文件编译目录

如图，需要在IDE里面配置TencentOS Tiny的编译头文件目录，按如图所示配置即可：

6.修改tos_config.h文件

#ifndef _TOS_CONFIG_H_
#define  _TOS_CONFIG_H_

#include "board.h"	// 目标芯片头文件，用户需要根据情况更改

#define TOS_CFG_TASK_PRIO_MAX           10u 	// 配置TencentOS tiny默认支持的最大优先级数量

#define TOS_CFG_ROUND_ROBIN_EN          0u		// 配置TencentOS tiny的内核是否开启时间片轮转

#define TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN           1u	// 配置TencentOS tiny是否校验指针合法

#define TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN  1u		// TencentOS tiny 动态任务创建功能宏

#define TOS_CFG_EVENT_EN                1u		// TencentOS tiny 事件模块功能宏

#define TOS_CFG_MMBLK_EN                1u		//配置TencentOS tiny是否开启内存块管理模块

#define TOS_CFG_MMHEAP_EN               1u		//配置TencentOS tiny是否开启动态内存模块

#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_EN  1u		// TencentOS tiny 默认动态内存池功能宏

#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_SIZE        0x2000	// 配置TencentOS tiny默认动态内存池大小

#define TOS_CFG_MUTEX_EN                1u		// 配置TencentOS tiny是否开启互斥锁模块

#define TOS_CFG_MESSAGE_QUEUE_EN        1u		// 配置TencentOS tiny是否开启消息队列模块

#define TOS_CFG_MAIL_QUEUE_EN           1u		// 配置TencentOS tiny是否开启消息邮箱模块

#define TOS_CFG_PRIORITY_MESSAGE_QUEUE_EN	1u	// 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息队列模块

#define TOS_CFG_PRIORITY_MAIL_QUEUE_EN	1u		// 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息邮箱模块

#define TOS_CFG_TIMER_EN                1u		// 配置TencentOS tiny是否开启软件定时器模块

#define TOS_CFG_PWR_MGR_EN              0u		// 配置TencentOS tiny是否开启外设电源管理模块

#define TOS_CFG_TICKLESS_EN             0u		// 配置Tickless 低功耗模块开关

#define TOS_CFG_SEM_EN                  1u		// 配置TencentOS tiny是否开启信号量模块

#define TOS_CFG_TASK_STACK_DRAUGHT_DEPTH_DETACT_EN      1u	// 配置TencentOS tiny是否开启任务栈深度检测

#define TOS_CFG_FAULT_BACKTRACE_EN      0u		// 配置TencentOS tiny是否开启异常栈回溯功能

#define TOS_CFG_IDLE_TASK_STK_SIZE      128u	// 配置TencentOS tiny空闲任务栈大小

#define TOS_CFG_CPU_TICK_PER_SECOND     1000u	// 配置TencentOS tiny的tick频率

#define TOS_CFG_CPU_CLOCK               (SystemCoreClock)	// 配置TencentOS tiny CPU频率

#define TOS_CFG_TIMER_AS_PROC           1u		// 配置是否将TIMER配置成函数模式

#endif

7.编译下载测试

编译完成下载到开发板，通过串口助手我们可以看到两个任务交替运行，打印task信息，说明内核移植成功，如下图所示：

4. EVB_AIoT开发板上使用TencentOS tiny对接腾讯云IoT Explorer

基于TencentOS Tiny EVB AIoT要完成腾讯云IoT Explorer对接，需要完成两个部分的工作。

一是：腾讯云IoT explorer 上完成项目、产品、设备创建、参数配置

二是：基于TencentOS Tiny完成终端应用开发，向腾讯云上报业务数据。

1. 云端操作步骤

1.1. 新建项目

登录腾讯云物联网开发平台，点击新建项目，填写项目名称和简介：

2.2. 新建产品

点击项目名称进入到该项目中，点击新建产品：

产品新建成功后，可在产品列表页查看到：

2.3. 数据模板

进入产品，点击【物模型】，点击【导入物模型】，导入下面的JSON代码：

{
  "version": "1.0",
  "properties": [
    {
      "id": "Count",
      "name": "计数器",
      "desc": "",
      "mode": "r",
      "define": {
        "type": "int",
        "min": "0",
        "max": "9999",
        "start": "0",
        "step": "1",
        "unit": "n"
      },
      "required": false
    }
  ],
  "events": [],
  "actions": [],
  "profile": {
    "ProductId": "JTT7WSTP6T",
    "CategoryId": "1"
  }
}

导入之后自动根据json文件创建的属性如下：

2.4. 创建设备

点击【设备调试】，进入后点击【新建设备】，创建真实设备：

创建成功之后进入设备，查看到产品ID、设备名称、设备秘钥：

2. 基于TencentOS Tiny AIoT 开发板完成设备侧应用开发

对接腾讯云物联网平台需要使用网络模块，我们开发板上有WAN Interface 可以扩展wifi 4G LoRa等等，这里我们扩展一个esp8266 wifi模块，如下图所示

端侧的案例程序可以从微云下载，地址： 链接：https://share.weiyun.com/N299vYzD 密码：wsuwsx

下载完成后解压工程，然后使用 MCUXpresso IDE 导入已有工程，具体操作如下：

完成导入后，可以看到对应的工程，如图所示：

打开工程后进入 < NXP_RT1062_TencentOS_Tiny_AIoT\source\mqttclient_iot_explorer.c> 源文件，根据您的网络环境和云端创建的产品设备信息修改终端参数。

2.1. 修改WIFI接入信息

找到mqttclient_task函数，修改要接入WIFI的名称和密码（建议使用手机热点，不要有特殊字符）：

2.2. 修改云端对接信息

终端的MQTT客户端需要对应的产品ID、设备ID，密码，我们从云端获取到对应的信息备用，如下图所示：

获取到云端设备的产品ID、设备名称、设备密钥三元组后，我们使用如下的python脚本来生成mqtt 用户名 密码等信息：

python脚本如下，也可以到https://github.com/OpenAtomFoundation/TencentOS-tiny/blob/master/tools/mqtt_config_gen.py 获取。

#!/usr/bin/python
# -*- coding: UTF-8 -*-

import base64
import hashlib
import hmac
import random
import string
import time
from string import Template

# bind raw_input to input in Python 2
try:
    input = raw_input
except NameError:
    pass

product_id = input("product id:")
dev_name = input("device name:")
passwd = input("password:")
sub = input("subscribe topic:[default:control]")
if sub == "":
    sub = "control"
pub = input("publish topic:[default:event]")
if pub == "":
    pub = "event"

client_id = product_id + dev_name
# expire time: 2^32 - 1 = 4294967295
username = client_id+";21010406;12365;{}".format(4294967295)

def hmacsha1(content, passwd):
        passwd_byte = base64.b64decode(passwd)
        return hmac.new(passwd_byte, content, digestmod=hashlib.sha1).hexdigest()

username = username.encode("utf-8")
passwd = passwd.encode("utf-8")
sign = hmacsha1(username, passwd)

template = ('#ifndef  TOS_MQTT_CONFIG_H\n'
            '#define  TOS_MQTT_CONFIG_H\n'
            '\n'
            '#define MQTT_SERVER_IP          "111.230.189.156"\n'
            '#define MQTT_SERVER_PORT        "1883"\n'
            '#define MQTT_PRODUCT_ID         "$product"\n'
            '#define MQTT_DEV_NAME           "$dev"\n'
            '#define MQTT_CLIENT_ID          "$product$dev"\n'
            '#define MQTT_USR_NAME           "$product$dev;21010406;12365;4294967295"\n'
            '#define MQTT_PASSWORD           "$sign;hmacsha1"\n'
            '#define MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC    "$product/$dev/$sub"\n'
            '#define MQTT_PUBLISH_TOPIC      "$product/$dev/$pub"\n'
            '\n'
            '#endif\n'
            '\n')

src = Template(template)

d = {
        'product':product_id,
        'dev':dev_name,
        'sign':sign,
        'sub':sub,
        'pub':pub
    }

#do the substitution
dst = src.substitute(d)
print("===============Generate mqtt_config.h==================")
print(dst)
with open('mqtt_config.h', 'w') as f:
    f.write(dst)

运行python脚本，一次输入产品ID、设备名称、设备密钥，就可以生成对用的mqtt信息了，如下图所示：

然后我们根据生成的mqtt 客户端信息修改mqttclient_task函数，需要修改的内容如下：

2.3. 编译工程

工程上右键，选择构建项目，编译整个工程：

2.4. 下载程序

工程右键，选择调试方式，进入MCUXpresso IDE LinkServer CMSIS DAP ，下载程序到开发板并进行调试：

2.5. 使用串口助手查看日志

运行sscom软件，打开电脑上开发板对应的串口，比如我选择COM6，点击【打开串口】： 按下开发板上的复位键，程序开始运行，即可在串口助手中看到系统运行打印的日志：

从日志中可以看到wifi连接成功，mqtt对接腾讯云物联网平台成功；

同时数据上传成功也会出现如下日志：

3. 云端平台查看设备数据

回到腾讯云物联网开发平台，可以看到设备状态变为【在线】：

点击【设备日志】一栏，可以看到设备上报的计数值：

点击【设备属性】一栏，点击【计数器】后的【查看】，即可看到计数值的历史数据曲线图：

五、腾讯连连小程序操作步骤

1. 添加家庭

手机端在【微信】搜索【腾讯连连】小程序，首次使用需要进入后点击【我的】->【家庭管理】，添加一个你喜欢的名称即可。

2. 添加调试设备

返回【首页】，点击右上角“加号”图标：

进入后点击右上角扫码图标：

在腾讯云物联网开发平台进入【设备调试】，点击对应设备后的【二维码】：

腾讯连连扫描此二维码即可成功添加设备，添加成功之后如图：

点击此设备即可实时查看数据，并下发控制指令：

写在结尾的话：感谢大家使用TencentOS Tiny，本文难免有描述不清晰的地方，如果有任何问题，欢迎加入TencentOS Tiny 的官网QQ技术群进行交流，基于TencentOS Tiny相关的项目合作请邮件联系 supowang@tencent.com