AWS IOT 入門（一） FreeRTOS

AWS IOT和azure IOT類似，都是由現場設備收集數據發送到云端，只不過不同組件叫不同名字而已。

架構圖

邊緣軟件

邊緣計算將計算能力降低到數據源，而不必將其全部帶回云端。AWS IoT 邊緣可以為從傳感器到風力渦輪機的小型和大型設備提供動力。AWS IoT 設備可以安全地收集數據，保持設備數據同步，并在仍使用云進行管理、分析和持久存儲的同時相互通信。

Amazon FreeRTOS

Amazon FreeRTOS 是一款適用于微控制器的操作系統，可讓您輕松地對低功耗的小型邊緣設備進行編程、部署、安全保護、連接和管理。

Amazon FreeRTOS 通過軟件庫對 FreeRTOS 內核（一款適用于微控制器的常見開源操作系統）進行擴展，從而讓您可以輕松地將小型低功耗設備安全連接到 AWS IoT Core 等 AWS 云服務或運行 AWS IoT Greengrass 的功能更強大的邊緣設備。

微控制器 (MCU) 是一種單芯片，其中包含一個常用于電器、傳感器、健身跟蹤器、工業自動化和汽車等眾多設備的簡單處理器。許多此類小型設備都可以通過連接到云或連接到本地的其他設備而獲益。例如，智能電表需要連接到云來報告使用情況，大樓安全系統需要進行本地通信，在您使用身份識別卡進門時將門解鎖。微控制器具有有限的計算能力和內存容量，通常執行簡單的功能任務。微控制器運行的操作系統往往沒有支持連接到本地網絡或云的內置功能，從而使 IoT 應用程序成為一項挑戰。Amazon FreeRTOS 可以幫助解決這個問題，它不僅提供核心操作系統來運行邊緣設備，還提供軟件庫來支持輕松安全地連接到云（或其他邊緣設備），讓您可以從中為 IoT 應用程序收集數據并執行操作。

Amazon FreeRTOS 架構

Amazon FreeRTOS 設計用于嵌入式微控制器。它通常作為單個已編譯映像，與設備應用程序所需的所有組件一起，刷入到設備。此映像中結合了嵌入式開發人員針對該應用程序編寫的功能、Amazon 提供的軟件庫、FreeRTOS 內核，以及適用于硬件平臺的驅動程序和板卡支持程序包 (BSP)。不論使用的是何種微處理器，對于 FreeRTOS 內核和所有 Amazon FreeRTOS 軟件庫，嵌入式應用程序開發人員均可以采用相同的標準化接口。

開始使用 Amazon FreeRTOS

要快速開始使用，您可以從 AWS Partner Device Catalog 選擇支持 Amazon FreeRTOS 功能的硬件。如果您想快速開始使用，但沒有硬件，可以使用 Amazon FreeRTOS Windows 模擬器。

接下來，您可以使用 Amazon FreeRTOS 控制臺，通過選擇與使用案例相關的庫來自定義下載操作系統。控制臺將引導您完成這一過程，以便您可以立即開始開發。

您還可以在 GitHub、SourceForge 或 FreeRTOS.org 上找到 Amazon FreeRTOS。控制臺將包含所有庫和硬件特定的移植層，您可以根據您的使用案例，在下載之后選擇性地包含或移除這些層。您也可以通過任何這些渠道訪問獨立的 FreeRTOS 內核。對于低功耗藍牙 (BLE)，您可以從 Amazon FreeRTOS GitHub 存儲庫中下載源代碼以及從 GitHub 中下載 Android 和 iOS 配套軟件開發工具包。

Amazon FreeRTOS 是開源的，因此您可以隨意擴展、修改或刪除任何源代碼庫。

借助這些簡單的入門指南獲得實踐經驗。

git 下載

https://github.com/aws/amazon-freertos

開始使用 FreeRTOS Windows 仿真器

https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/freertos/latest/userguide/getting_started_windows.html

winpcap下載

https://www.winpcap.org/install/default.htm

Visual Studio 2017下載

https://visualstudio.microsoft.com/zh-hans/downloads/?rr=https%3A%2F%2Fdocs.aws.amazon.com%2Fzh_cn%2Ffreertos%2Flatest%2Fuserguide%2Fgetting_started_windows.html

最終配置好網卡之后

0 0 [None] FreeRTOS_IPInit 1 0 [None] vTaskStartScheduler 1. rpcap://\Device\NPF_{AD01B877-A0C1-4F33-8256-EE1F4480B70D} (Network adapter 'Intel(R) Ethernet Connection (4) I219-LM' on local host) 2. rpcap://\Device\NPF_{337F7AF9-2520-4667-8EFF-2B575A98B580} (Network adapter 'Microsoft' on local host) The interface that will be opened is set by "configNETWORK_INTERFACE_TO_USE" which should be defined in FreeRTOSConfig.h Attempting to open interface number 1.

生成并運行 Amazon FreeRTOS 演示項目

將 Amazon FreeRTOS 演示加載到 Visual Studio 中

1. 在 Visual Studio 中，從 File (文件) 菜單，選擇 Open (打開)。選擇 File/Solution (文件/解決方案)，導航到 <BASE_FOLDER>\demos\pc\windows\visual_studio\aws_demos.sln，然后選擇 Open (打開)。
2. 從 Build (生成) 菜單，選擇 Build Solution (生成解決方案)，確保解決方案已生成且沒有錯誤或警告。

運行 Amazon FreeRTOS 演示

1. 重新生成 Visual Studio 項目以接受在標頭文件中所做的更改。
2. 登錄 AWS IoT 控制臺。
3. 在導航窗格中，選擇測試以打開 MQTT 客戶端。
4. 在訂閱主題中，輸入 freertos/demos/echo，然后選擇訂閱主題。
5. 從 Visual Studio 中的 Debug (調試) 菜單，選擇 Start Debugging (開始調試)。

在 AWS IoT 控制臺 中，MQTT 客戶端顯示從 FreeRTOS Windows 仿真器收到的消息。

3個demo

低功耗藍牙演示應用程序（測試版）

https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/freertos/latest/userguide/ble-demo.html

安全套接字 Echo 客戶端演示

https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/freertos/latest/userguide/secure-sockets-demo.html

設備影子演示應用程序

https://docs.aws.amazon.com/zh_cn/freertos/latest/userguide/shadow-demo.html