通過編寫嵌入式系統入門邊緣計算
RTOS 是一個開源的 ??嵌入式設備操作系統??,由 RT-Thread 開發。它為開發者提供了標準化的、友好的基礎架構,開發者可以基于各種設備編寫代碼,它包含大量有用的類庫和工具包,使開發過程更加便捷。
RTOS 使用的是模塊方式,以便于擴展,這一點跟 Linux 類似。各種軟件包可以讓開發者將 RTOS 用于任何想要的目標設備。RTOS 最常用的一種擴展是 AT 設備包,它包含各種不同 AT 設備(例如調制解調器)的移植文件和示例代碼。
在超過 62,000 次下載中(截止至撰寫本文時),最流行的 RTOS 擴展之一是 AT 設備包,其中包括用于不同 AT 設備的移植文件和示例代碼。
關于 AT 命令
起初,AT 命令是一個協議,用于控制撥號調制解調器。隨著調制解調器技術發展到較高的帶寬,它仍然可以用作輕量級而高效的設備控制協議,主流的移動電話廠商也聯手開發了一系列 AT 命令,用于控制移動電話上的 GSM 模塊。
如今,AT 命令仍然在網絡通信領域具有通用性,很多設備,例如 WiFi、藍牙、4G,都支持 AT 命令。
如果你正在創建用于邊緣計算輸入、監控或物聯網(IoT)的專用設備,則你可能接觸到一些 RTOS 支持的 AT 設備,包括 ESP8266、ESP32、M26、MC20、RW007、MW31、SIM800C、W60X、SIM76XX、A9/A9G、BC26、AIR720、ME3616、M 6315、BC28 和 EC200X。
RT-Thread 包含套接字抽象層(SAL)組件,SAL 實現了多種網絡協議和接口的抽象,為上層提供了一系列標準的 ??BSD 套接字?? API。SAL 進而接管了 AT 的套接字接口,所以開發者只需要考慮網絡應用層提供的網絡接口。
這個軟件包實現了設備(包括上述設備)上的 AT 套接字功能,支持通過標準套接字接口以 AT 命令的形式通信。??RT-Thread 編程指南?? 中就有關于這些功能的詳細介紹。
at_device 軟件包是在 LGPLv2.1 許可證下分發的,借助 ??RT-Thread Env 工具?? 可以方便地獲取到。該工具包含一個配置器和一個包管理器,它們分別用于配置內核和組件功能,可以用于定制組件并管理在線包。有了這些工具,開發者可以像搭積木一樣構建系統。
獲取 AT 設備包
為了使用配置了 RTOS 的 AT 設備,你必須啟用 AT 組件庫和 AT 套接字功能,需要:
- RT_Thread 4.0.2+
- RT_Thread AT 組件 1.3.0+
- RT_Thread SAL 組件
- RT-Thread netdev 組件
AT 設備包已經針對多種版本進行了相應的更新。版本不同,配置選項也相應地不同,因此必須針對相應的系統版本進行適配。目前最常用的 AT 設備包版本有:
- V1.2.0: 針對低于 V3.1.3 的 RT-Thread,V1.0.0 的 AT 組件
- V1.3.0: 針對低于 V3.1.3 的 RT-Thread,V1.1.0 的 AT 組件
- V1.4.0: 針對低于 V3.1.3 或等于 V4.0.0 的 RT-Thread,V1.2.0 的 AT 組件
- V1.5.0: 針對低于 V3.1.3 或等于 V4.0.0 的 RT-Thread,V1.2.0 的 AT 組件
- V1.6.0: 針對低于 V3.1.3 或等于 V4.0.1 的 RT-Thread,V1.2.0 的 AT 組件
- V2.0.0/V2.0.1: 針對高于 V3.1.3 的 RT-Thread,V1.3.0 的 AT 組件
- 最新版: 針對高于 V3.1.3 的 RT-Thread,V1.3.0 的 AT 組件
獲取正確的版本的過程主要是在生成菜單時自動完成的。它基于現有的系統環境提供最合適的 AT 設備包。
正如前文提到的,不同的版本需要不同的配置選項。例如,
按線程啟用 AT 設備初始化的選項決定了配置是否創建一個單獨的線程來初始化設備網絡。
2.x 版本支持同時啟用多個 AT 設備:
這個版本包含了很多其他選項,其中也有啟用示例代碼的選項,這對初學者或使用不熟悉的設備的開發者很有幫助。
你也可以設置相應選項,選擇你想用來給你的組件供電的針腳、指示電源狀態的針腳、樣本設備使用的串行設備的名稱,以及樣本設備接收數據的最大長度。在合適的設備上,你也可以設置 SSID 和密碼。
簡而言之,控制選項是夠用的。
- V2.x.x 版本支持同時啟用多個 AT 設備,欲查看啟用的設備信息,在 ??finsh shell?? 中執行 ?
?ifocnfig?
? 命令即可。 - V2.X.X 版本需要設備在使用前先注冊;注冊可以在樣例目錄中進行,或在應用層以自定義方式進行。
- 針腳選項,例如電源針腳和電源狀態針腳是按照設備的硬件連接來配置的。如果硬件的開啟功能不可用,它們就會被設置為 ?
?-1?
?。 - 一臺AT 設備應當對應一個序列名稱,每臺設備的 AT 客戶端名稱應當是不同的。
AT 組件配置選項
當選擇了 AT 組件包,啟用了設備支持,AT 組件的客戶端功能也就默認選擇完成了。對 AT 組件來說,這就意味著有更多的選項要設置:
與 AT 設備包有關的配置選項有:
- 支持的客戶端最大個數:選擇 AT 設備包中的多臺設備時,需要將該選項配置為對應的設備臺數;
- 通過 AT 命令啟用 BSD 套接字 API 功能:當選擇 AT 設備包時默認選擇該選項。
- AT 命令的最大長度:AT 命令可發送的數據的最大長度
一切皆有可能
當你開始進行嵌入式系統編程,你會很快意識到,你可以創造自己想象得到得任何東西。RTOS 旨在幫助你實現它,它的那些功能包為你提供了良好的開端。現在,設備的互聯也是可期待的。邊緣的物聯網技術必須能夠通過各種協議進行通信,而 AT 協議是關鍵。