标题: WIFI模块开发教程之W600连云篇1：onenet三色灯项目mqtt篇① [打印本页]
作者: 李志博32    时间: 2019-9-16 18:11
标题: WIFI模块开发教程之W600连云篇1：onenet三色灯项目mqtt篇①
前言

本文研究如何使用RT_Thread onenet组件将设备连接到中移onnet云平台，onenet组件提供多种方式连接云平台，本文使用mqtt方式连接，完成一个三色灯项目。

一、理论基础

1.onenet平台介绍

OneNET定位为PaaS服务，即在物联网应用和真实设备之间搭建高效、稳定、安全的应用平台：面向设备，适配多种网络环境和常见传输协议，提供各类硬件终端的快速接入方案和设备管理服务；面向企业应用，提供丰富的API和数据分发能力以满足各类行业应用系统的开发需求，使物联网企业可以更加专注于自身应用的开发，而不用将工作重心放在设备接入层的环境搭建上，从而缩短物联网系统的形成周期，降低企业研发、运营和运维成本。

中移OneNET是中国移动基于物联网技术和产业特点打造的开放平台和生态环境，将面向智能家居、可穿戴设备、车联网、移动健康、智能创客等多个领域开放。

以上介绍过于官方，我来从开一个开发者的视角说下哈，目前onnet是国内比较早的一批做云的平台，论坛十分活跃，各种技术分享资料层出不穷，非常适合希望了解物联网的朋友深入学习，下图是目前onenet社区的会员和帖子总体情况：


二 、使用实例

1.云端创建产品

接下来咱们进入正题，首先需要在云端创建一个产品，步骤如下：

登录onenet官网，注册一个账号，地址：https://open.iot.10086.cn，点进开发者中心，创建产品，产品配置信息如下：

注意；操作系统这里使用RT_Thread，没有此选项，选用linux即可
数据流模板->添加数据流模板


创建产品数据点，此处创建power和color两个数据点，power表示总开关，power为0时候，灯关闭;power不为0的时候，color数值起作用，用以选择不同模式。
应用管理->独立应用->添加应用

注意：红色、绿色、蓝色按钮和颜色显示图片均链接color数据点，颜色显示图片仅显示左右，按钮可以下发选择不同的灯颜色。
到此为止，我们已经完成了产品的创建工作，接下来将要处理设备接入问题。

2.设备SDK移植

打开包管理工具，进入RT-Thread online packages/IOT-internet of things目录，选择Paho MQTT、webClient、cJSON组件，如下所示：


选择IOT Cloud --->进入配置页面，将创建的产品信息配置进去，onenet配置信息如下：

注意：选择Enable OneNET automatic register device，设备可以注册到云端，而不需要每个设备都手动在平台注册，然后把设备信息再写入设备中，这样一来将为工厂产线减少工作量，解决烧录容易出现设备信息写错等问题。
这两个组件主要是用来存放设备自动注册获取的设备认证信息，下次设备启动检测是否含有设备信息，如果有可以直接进行mqtt连云，否则需要重新注册。
进入RT-Thread online packages/system packages目录，选择fal组件，如下所示：


进入RT-Thread online packages/tools packages目录，选择easyflash组件，如下所示：


在w60x路径下新建ports文件夹，然后在ports下创建两个移植组件fal和easyflash，注意fal下SConscrip指定Group名字为fal和packages/fal-latest中对应，easyflash亦然；至于移植细节，之后会另行介绍，现在着重开发项目。
    a.修改函数指针:cmd_rsp_cb
    函数指针cmd_rsp_cb指向一个函数，用来接收onenet下发的数据，RT_Thread中的处理方式是云端下发数据后，通过调用onenet_mqtt.cmd_rsp_cb，将数据抛给应用层的一个函数，并通过参数uint8_t **resp_data获取应用层处理后的结果，紧接着返回给onenet；我这里所作的修改是用户自行控制上发数据，因此不需要原函数中后两个参数，此外增加了char *topic_name,字段，因为用户自己控制上报数据时候，需要区分数据是云端下发的相应还是设备触发的主动上报。
                                                                       

    设备主动上报topic_name是$dp，需要调用：
    send_mq_msg("$dp", send_msg.data_ptr, send_msg.data_size);

    设备应答云端下发的topic_name通过cmd_rsp_cb对应的回调函数可以获得，回调函数中首先获取数据，然后调用：
send_mq_msg(topic_name, (uint8_t *)res_buf, rt_strlen(res_buf));

    b.发送队列统一发送数据，解决高频控制或常问题

    send_mq_msg（）函数实际上是把数据扔进发送队列中，发送队列在一个线程中等待，检测到有内容扔进队列的时候，则从队列中取出数据发送给onenet，实现代码如下所示：

  2. static void onenet_upload_entry(void *parameter)
  3. {
  4.     mq_send_msg_t send_msg = { 0x00 };
  5.     led_blue_on();
  6.     send_mq_msg("$dp", (uint8_t *)POST_DATA4, rt_strlen((char *)POST_DATA4));
  7.    
  8.     while (1)
  9.     {
  10.     rt_memset(&send_msg, 0x00, sizeof(send_msg));
  11.     if (RT_EOK == rt_mq_recv(mq_send, &send_msg, sizeof(send_msg), RT_WAITING_FOREVER))
  12.     {
  13.         if (onenet_mqtt_upload_data(send_msg.topic_name, (const char *)send_msg.data_ptr))
  14.         {
  15.             rt_kprintf("upload has an error, stop uploading\n");
  16.             break;
  17.         }
  18.         else
  19.        {
  20.             if (NULL==rt_strstr(send_msg.topic_name, "$dp"))  //上次上报是返回给mqtt服务器，需要更新下数据以求同步数据到onnect
  21.             {
  22.                  send_mq_msg("$dp", send_msg.data_ptr, send_msg.data_size);
  23.             }
  24.             rt_kprintf("buffer : %s\ntopic_name is:%s", send_msg.data_ptr, send_msg.topic_name);
  25.             rt_free(send_msg.data_ptr);
  26.         }
  27.     }
  28.     rt_thread_mdelay(50);
  29.     }
  30.     exit:
  31.     rt_kprintf("upload thread exit!!!");
  32. }
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    c.发送所有状态数据到onenet

   RT_Thread提供的是一次性发送一个数据点给云端，我修改后也支持一次性上报所有数据，这样APP只需要每次刷新各个状态就行，不需要判断是哪个数据发生了改变。

函数具体实现如下：

  2. rt_err_t onenet_mqtt_upload_data(const char *topic_name, const char *msg_str)
  3. {
  4.     char *send_buffer = RT_NULL;
  5.     rt_err_t result = RT_EOK;
  6.     size_t length = 0;

  8.     assert(msg_str);

  10.   send_buffer = ONENET_MALLOC(strlen(msg_str) + 4);
  11.     if (!(send_buffer))
  12.     {
  13.         log_e("ONENET mqtt upload string data failed! No memory for send buffer!");
  14.         return -RT_ENOMEM;
  15.     }
  16.   *(send_buffer + strlen(msg_str) + 3) = 0x00;

  18.     strncpy(&send_buffer[3], msg_str, strlen(msg_str));
  19.     length = strlen(msg_str);
  20.     /* mqtt head and json length */
  21.     send_buffer[0] = 0x03;
  22.     send_buffer[1] = (length & 0xff00) >> 8;
  23.     send_buffer[2] = length & 0xff;
  24.   length += 3;

  26.     result = onenet_mqtt_publish(topic_name, (uint8_t *)send_buffer, length);
  27.     if (result < 0)
  28.     {
  29.         log_e("onenet mqtt publish digit data failed!");
  30.         goto __exit;
  31.     }

  33. __exit:
  34.     if (send_buffer)
  35.     {
  36.         ONENET_FREE(send_buffer);
  37.     }

  39.     return result;
  40. }
复制代码


3.程序分析

    main()函数中注册网络状态变化函数，然后连接网络，连接成功后，调用
onenet_mqtt_init()开启mqtt服务：首先获取设备信息，如果获取不到，则进行注册流程，获取设备信息后，进行mqtt初始化设置，设置认证参数和数据接收、连接状态变化回调函数。
  1. int onenet_mqtt_init(void)
  2. {
  3.     int result = 0;

  5.     if (init_ok)
  6.     {
  7.         LOG_D("onenet mqtt already init!");
  8.         return 0;
  9.     }

  11.     if (onenet_get_info() < 0)
  12.     {
  13.         result = -1;
  14.         goto __exit;
  15.     }

  17.     onenet_mqtt.onenet_info = &onenet_info;
  18.     onenet_mqtt.cmd_rsp_cb = RT_NULL;

  20.     if (onenet_mqtt_entry() < 0)
  21.     {
  22.         result = -2;
  23.         goto __exit;
  24.     }

  26. __exit:
  27.     if (!result)
  28.     {
  29.         LOG_I("RT-Thread OneNET package(V%s) initialize success.", ONENET_SW_VERSION);
  30.         init_ok = RT_TRUE;
  31.     }
  32.     else
  33.     {
  34.         LOG_E("RT-Thread OneNET package(V%s) initialize failed(%d).", ONENET_SW_VERSION, result);
  35.     }

  37.     return result;
  38. }
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    当有平台数据下发，设备会进入mqtt_callback()回调函数，回调函数中处理数据，然后抛给应用层数据接收处理函数onenet_cmd_rsp_cb()，可通过onenet_set_cmd_rsp_cb(onenet_cmd_rsp_cb)在应用层设置。

  2. static void onenet_cmd_rsp_cb(char *topic_name, uint8_t *recv_data, size_t recv_size)
  3. {
  4.     char res_buf[128] = { 0 };
  5.   int value = 0;

  7.     rt_kprintf("recv data is %.*s\n", recv_size, recv_data);

  9.   value = atoi((char *)recv_data);
  10.   rt_kprintf("recv int data is:%d\r\n", value);
  11.     /* match the command */
  12.     if (value == 10) //总开关，默认为红色
  13.     {
  14.         /* led on */
  15.         led_red_on();

  17.         rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{\"power\":\"10\",\"color\":\"2\"}");
  18.    

  20.     }else if (value == 0)
  21.   {
  22.         /* led off */
  23.         led_off();

  25.         rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{\"power\":\"0\",\"color\":\"1\"}");
  26.    
  27.   }
  28.   else if (value == 2)//红色
  29.     {
  30.         /* red led on */
  31.         led_red_on();

  33.         rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{\"power\":\"10\",\"color\":\"2\"}");
  34.    
  35.     }
  36.     else if (value == 3)//绿色
  37.     {
  38.         /* green led on */
  39.         led_green_on();

  41.         rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{\"power\":\"10\",\"color\":\"3\"}");

  43.     }
  44.     else if (value == 4)//蓝色
  45.     {
  46.         /* blue led on */
  47.         led_blue_on();

  49.         rt_snprintf(res_buf, sizeof(res_buf), "{\"power\":\"10\",\"color\":\"4\"}");

  51.     }
  52.   send_mq_msg(topic_name, (uint8_t *)res_buf, rt_strlen(res_buf));
  53. }
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    当设备通过连接到onenet服务器的时候，会进入mqtt_online_callback()回调函数，数据上报入口函数就是在这里触发，创建一个发送线程，检测发送队列中的数据，一旦有数据需要发送，立刻取出队列发送给云端。

  2. static void mqtt_online_callback(MQTTClient *c)
  3. {
  4.     LOG_D("Enter mqtt_online_callback!");
  5.     onenet_upload_cycle();
  6. }
复制代码

4.配置

在applications目录下新建一个文件夹：3-cloud/1-onenet_led，然后同理需要修改aplications/SConscript脚本。
  1. Import('RTT_ROOT')
  2. Import('rtconfig')
  3. from building import *

  5. cwd = GetCurrentDir()
  6. src  = Glob('3-cloud/1-onenet_led/*.c')
  7. CPPPATH = [cwd]

  9. group = DefineGroup('Applications', src, depend = [''], CPPPATH = CPPPATH)

  11. Return('group')
复制代码

三、下载运行

在ENV控制台，输入scons命令，在build/Bin目录下生成rtthread_1M.FLS，
烧录运行后，设备端按照下图所示连接电路：




设备Log如下所示：
\ | /
- RT -     Thread Operating System
/ | \     4.0.0 build Jun 30 2019
2006 - 2018 Copyright by rt-thread team
lwIP-2.0.2 initialized!
[32m[5] I/SAL_SOC: Socket Abstraction Layer initialize success.

[0m[32m[64] I/WLAN.dev: wlan init success

[0m[32m[95] I/WLAN.lwip: eth device init ok name:w0

[0m[32m[100] I/WLAN.dev: wlan init success

[0m[32m[132] I/WLAN.lwip: eth device init ok name:w1

[0m[D/FAL] (fal_flash_init:61) Flash device |                nor_flash | addr: 0x00000000 | len: 0x00100000 | blk_size: 0x00001000 |initialized finish.
[32;22m[I/FAL] ==================== FAL partition table ====================[0m
[32;22m[I/FAL] | name      | flash_dev |   offset   |    length  |[0m
[32;22m[I/FAL] -------------------------------------------------------------[0m
[32;22m[I/FAL] | app       | nor_flash | 0x00010000 | 0x00080000 |[0m
[32;22m[I/FAL] | download  | nor_flash | 0x00090000 | 0x00060000 |[0m
[32;22m[I/FAL] | fs_part   | nor_flash | 0x000f0000 | 0x0000b000 |[0m
[32;22m[I/FAL] | easyflash | nor_flash | 0x000fb000 | 0x00001000 |[0m
[32;22m[I/FAL] =============================================================[0m
[32;22m[I/FAL] RT-Thread Flash Abstraction Layer (V0.3.0) initialize success.[0m
[Flash] EasyFlash V3.3.0 is initialize success.
[Flash] You can get the latest version on https://github.com/armink/EasyFlash .
msh />[32m[4268] I/WLAN.mgnt: wifi connect success ssid:LBAGMY

[0m[D/ONENET] (onenet_mqtt_init:201) onnect mqtt init
[D/ONENET] (mqtt_connect_callback:85) Enter mqtt_connect_callback!
[36;22m[I/ONENET] RT-Thread OneNET package(V1.0.0) initialize success.[0m
[32m[5296] I/WLAN.lwip: Got IP address : 192.168.1.6

[0m[32m[5477] I/MQTT: MQTT server connect success

[0m[D/ONENET] (mqtt_online_callback:90) Enter mqtt_online_callback!
buffer : {"power":"10","color":"4"}
topic_name is:$dp[31m[30547] E/MQTT: [30547] wait Ping Response res: 0

[0m[D/ONENET] (mqtt_offline_callback:96) Enter mqtt_offline_callback!
[D/ONENET] (mqtt_connect_callback:85) Enter mqtt_connect_callback!
[32m[35662] I/MQTT: MQTT server connect success

[0m[D/ONENET] (mqtt_online_callback:90) Enter mqtt_online_callback!
buffer : {"power":"10","color":"4"}
topic_name is:$dp[D/ONENET] (mqtt_callback:60) topic $creq/a2a663b4-5b87-57ad-81d8-9e563659e540 receive a message
[D/ONENET] (mqtt_callback:62) message length is 1
recv data is 2
recv int data is:2

buffer : {"power":"10","color":"2"}
topic_name is:$crsp/a2a663b4-5b87-57ad-81d8-9e563659e540buffer : {"power":"10","color":"2"}
topic_name is:$dp[D/ONENET] (mqtt_callback:60) topic $creq/e08cd093-66ec-5e43-812c-ae7d2cd2cf5c receive a message
[D/ONENET] (mqtt_callback:62) message length is 1
recv data is 3
recv int data is:3

buffer : {"power":"10","color":"3"}
topic_name is:$crsp/e08cd093-66ec-5e43-812c-ae7d2cd2cf5cbuffer : {"power":"10","color":"3"}
topic_name is:$dp[D/ONENET] (mqtt_callback:60) topic $creq/65824a18-f17c-5286-b4b6-7f13a4d76246 receive a message
[D/ONENET] (mqtt_callback:62) message length is 1
recv data is 4
recv int data is:4

buffer : {"power":"10","color":"4"}
topic_name is:$crsp/65824a18-f17c-5286-b4b6-7f13a4d76246buffer : {"power":"10","color":"4"}
topic_name is:$dp


后台显示：
    红灯模式


    绿灯模式

    蓝灯模式


四、结语

1.总结：

本节完，实际操作过程中需要注意的地方有如下几点：

(1) 组件方式调整

之前的教程都是，每篇当作一个新的项目来做，每次都重新拉取组件包，但是更新本篇内容时候，我发现有时候组件包和RT_Thread menuconfig控制工具没有很好的协调一致，比如本篇中用到的W600组件包，wm_libraries，这次配置工具并没有该选项，于是通过RT_Thread官网寻找wm_libraries组件，提示可以在包管理工具中选择，如下：

实际包管理工具如下图所示，并没有wm_libraries,但是有realtek的RTL8710组件，这也为之后做个铺垫，接下来会出一些RTL8710的教程，敬请期待。


考虑到目前存在的问题，为了防止大家在使用的时候遇到和我类似的问题，从本篇开始，项目使用到的组件都会上传到github，大家下载后，配置SConscript选择需要运行的应用即可。

(2) 修改了RT_Thread的连接onenet连接组件包

a. 修改数据上报逻辑
    原有组件包是每次回复单个数据点的数据，修改后支持一次性上报所有数据点，同时调整mqtt数据上报处理逻辑。

b. 增加队列缓冲发送机制
    解决连续两次调用数据发送接口，仅有第一次发出去的问题。

2.后记：

如您在使用过程中有任何问题，请加QQ群进一步交流,也可以github提Issue。

QQ交流群：906015840 (备注：物联网项目交流)

github仓库地址：https://github.com/solitary-sand/rt_thread

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