工程师笔记 | ES32快速连接阿里云

物联网平台提供了安全可靠的设备连接通信能力。设备可以与云端交互数据。此外，物联网平台也提供方便快捷的设备管理能力：支持物模型定义、数据结构化存储和远程控制。

阿里云为国内常见的物联网平台之一。RT-Thread基于阿里提供的 iotkit-embedded C-SDK，制作了连接阿里云 IoT 平台的软件包。所以只需要补充网络的连接部分，就能连接阿里云了。

本文将将要介绍在 ES32 平台上，基于 RT-Thread bsp 连接阿里云的方法。

☞ 开启本实验前，读者需要首先了解基础的软硬件环境配置和ES-CodeMaker使用方法。详细请查看（点击直接打开）：工程师笔记 | ES-CodeMaker for RT-Thread （一）快速上手

☞ ES-CodeMaker for RT-Thread软件的获取方法，在文本的最后给出。

1.硬件配置

需求：ES-PDS-ES32F3696LX开发板、ESP8266 WiFi模块。

ESP8266  WiFi模块与ES-PDS-ES32F3696LX开发板的连接如下：

2.驱动配置

通过CodeMaker可实现可视化的管脚功能配置

1. 新建工程

   选择芯片：ES32F3696LX

   填写工程名称和路径，选择模板 pkg-example-http：

2. 开启UART2功能和对应的管脚作为RT-Thread的控制台功能

3. 开启UART4的管脚 PB6, PB7，并选择相应的UART功能，可以设置uart设备的名称，设备配置为波特率115200，无校验，1个停止位。

硬件部分的配置到这里就完成了，接下来进行系统和驱动相关的配置。

3.RT-Thread配置

接下来配置RT-Thread驱动，开启外设功能并配置参数，以下以Keil+ENV配置为例说明如何进行配置

1 . 在bsp的根目录打开ENV工具。

2 . 输入menuconfig配置工程。

RT-Thread Kernal -> Kernel Device Object进行内核设备对象设置。将控制台的设备名改为“uart2”。

• rt-thread 组件配置

RT-Thread Components -> Device Drivers进行设备驱动设置。修改Set RX buffer size增大serial设备的接收缓存，建议增大到1024。因为MCU与ESP8266通信过程中可能收发大量数据。

• rt-thread 软件包 AT DEVICE 配置

RT-Thread online packages -> IoT -> Internet of things -> AT DEVICE:RT...device开启 AT DEVICE 软件包。AT DEVICE 包含不同 AT 设备的移植文件和示例代码。可通过 AT 命令实现标准 socket 编程接口，完成 socket 通讯的功能。

RT-Thread online packages -> IoT -> Internet of things -> AT DEVICE:RT...device -> Espressif ESP8266进入esp8266详细的设置界面，可配置wifi账号密码、与esp8266通信的uart的设备名等。（红线部分为配置选项的路径，之后不再用红线标出）

• rt-thread 软件包 Ali-iotkit 配置

RT-Thread online packages -> IoT -> Internet of things -> IoT Cloud -> Ali-iotkit:Ali...for RT-Thread开启 Ali-iotkit 软件包。Ali-iotkit 是用于连接阿里云 IoT 平台的软件包。基础 SDK 是阿里提供的 iotkit-embedded C-SDK。在该界面可配置产品名、产品密码、设备名、设备密码等。可参考 实验说明章节。

• rt-thread 软件包 cJSON 配置

RT-Thread online packages -> IoT -> Internet of things -> cJSON:Utra...in ANSI C开启 cJSON 软件包。cJSON 是超轻量级的 C 语言 json 解析库。Ali-iotkit 软件包依赖 cJSON 软件包。

• UART 配置

Hardware Drivers Config -> On-chip Peripheral Drivers -> UART Drivers  开启uart2，uart4。

• 开启阿里云样例程序

Hardware Drivers Config -> Pkgs Support Example -> HTTP -> ALI_YUN_EXAMPLE_MQTT开启阿里云示例程序。

3 . 输入pkgs --update命令更新软件包。然后根据 额外说明 优化软件包的部分接口。

4 . 输入scons --target=mdk5命令生成keil5工程。（使用IAR等其他平台指定--target=xxx即可）

5 . 使用MDK5打开工程，编译并下载。

4.实验说明

1 . 先在阿里云上设置产品和设备。

首先创建产品，如下图所示：

点击确认后，即可创建产品。然后查看已经创建的产品，如图所示：

可以获得：产品唯一码（ ProductKey ）和产品密码（ ProductSecret ）。

然后往产品里添加设备，如图所示：

点击确认后，即可添加设备。然后查看已经添加的设备，如图所示：

可以获得：设备名（ DeviceName）和设备密码（ DeviceSecret）

2 . 设备端的程序流程

wifi模块（ESP8266）的驱动会在系统初始化阶段，尝试通过AT指令与wifi模块通信，并用账号密码连接，如果成功，会显示成功连接的提示，并尝试和阿里云进行连接。

上电后，程序流程图如下：

在流程中：topic1 = /产品名/设备名/user/get

topic2 = /产品名/设备名/user/update

具体的topic请根据阿里云产品的topic定义。

5.实验现象

实验将演示mqtt设备的订阅topic和发布topic功能。控制台会打印当前mqtt设备的状态。在阿里云的日志服务也能监视设备的行为。

下载程序后，会先联网，并与阿里云建立连接。控制台的具体现象如下图所示：

云端日志服务将显示：1.设备online。2.上传mqtt设备中阿里云的C-SDK版本。3.设备订阅topic1（/产品名/设备名/user/get）。4.上传设备的固件版本，供阿里云ota功能做参考。如下图所示：

每隔10秒，设备从topic2（/产品名/设备名/user/update）发布消息“hello”。在云端的日志上的显示如下图所示：

查看云端接收到的消息，与设备发送的一致，如下图所示：

然后在云端对topic（设备已经订阅）发送消息。打开当前设备，发现设备已经订阅了topic1（/产品名/设备名/user/get）。如下图所示：

对设备订阅的topic进行发布，看设备是否能接收topic的发布。

在云端的topic发布后，可以在云端日志看到：云端发送消息到设备。显示如下图。

设备接收到topic发布的信息，且内容一致。控制台显示如下：

6.额外说明

1 . Ali-iotkit软件包修改（版本：3.0.1）。

具体修改如下：

修改原因：软件包与 rt-thread 4.0.4 适配

在文件 ali-iotkit-v3.0.1\ports\rtthread\HAL_TCP_rtthread.c 中加入

#include <sys/errno.h>

2 . at_device软件包修改（版本：2.0.4）。

具体修改如下：（修改前的代码 + 修改后的代码）

修改原因：软件包与 rt-thread 4.0.4 适配（rt_delayed_work 被删除了）

修改文件 packages\at_device-v2.0.4\at_device_esp8266.c 。

修改部分1

修改前：

    rt_uint32_t dhcp_stat = 0;
    struct rt_delayed_work *delay_work = (struct rt_delayed_work *)work;
    struct at_device *device = (struct at_device *)work_data;
    struct netdev *netdev = device->netdev;
    struct at_client *client = device->client;

    if (delay_work)
    {
        rt_free(delay_work);
    }

修改后：

    rt_uint32_t dhcp_stat = 0;
    struct at_device *device = (struct at_device *)work_data;
    struct netdev *netdev = device->netdev;
    struct at_client *client = device->client;

    if (work != RT_NULL)
    {
        rt_free(work);
    }

修改部分2

修改前：

static void esp8266_netdev_start_delay_work(struct at_device *device)
{
    struct rt_delayed_work *net_work = RT_NULL;
    net_work = (struct rt_delayed_work *)rt_calloc(1, sizeof(struct rt_delayed_work));
    if (net_work == RT_NULL)
    {
        return;
    }

    rt_delayed_work_init(net_work, esp8266_get_netdev_info, (void *)device);
    rt_work_submit(&(net_work->work), RT_TICK_PER_SECOND);
}

修改后：

static void esp8266_netdev_start_delay_work(struct at_device *device)
{
    struct rt_work *net_work = RT_NULL;
    net_work = (struct rt_work *)rt_calloc(1, sizeof(struct rt_work));
    if (net_work == RT_NULL)
    {
        return;
    }

    rt_work_init(net_work, esp8266_get_netdev_info, (void *)device);
    rt_work_submit(net_work, RT_TICK_PER_SECOND);
}