描述

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你會(huì)學(xué)到什么

您將學(xué)習(xí)如何將負(fù)責(zé)運(yùn)行對(duì)時(shí)間敏感的超聲波距離傳感器的實(shí)時(shí) FreeRTOS 應(yīng)用程序與 Azure Sphere 的安全性和云連接性進(jìn)行集成。也請(qǐng)?jiān)?Twitter 上關(guān)注#JulyOT 。

了解有關(guān) Azure Sphere 的更多信息

Azure Sphere是一個(gè)全面的物聯(lián)網(wǎng)安全解決方案——包括硬件、操作系統(tǒng)和云組件——可主動(dòng)保護(hù)您的設(shè)備、業(yè)務(wù)和客戶。

Azure Sphere 由三個(gè)相互關(guān)聯(lián)的組件組成：

• Azure Sphere 認(rèn)證的 MCU
• Azure Sphere 操作系統(tǒng)
• Azure Sphere 安全服務(wù)

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Azure Sphere 架構(gòu)

Azure Sphere 基于 Mediatec MT3620 構(gòu)建。這款跨界 MCU 由 5 個(gè)內(nèi)核組成。有一個(gè)專用的通信核心、一個(gè)專用的安全子系統(tǒng)核心和三個(gè)用戶應(yīng)用程序核心。

三個(gè)應(yīng)用核心如下：

• 1 個(gè)運(yùn)行嵌入式 Linux（使用 Yokto 構(gòu)建）的 ARM Cortex A7 內(nèi)核，公開(kāi)一組 POSIX API。開(kāi)發(fā)人員可以構(gòu)建和部署一個(gè)高級(jí)應(yīng)用程序到這個(gè)核心。該核心還負(fù)責(zé) TrustZone 安全監(jiān)視器、威脅檢測(cè)報(bào)告以及操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序生命周期管理。
• 2 個(gè) ARM Cortex M4F。開(kāi)發(fā)人員可以構(gòu)建實(shí)時(shí)應(yīng)用程序并將其部署到這些內(nèi)核。可以針對(duì)裸機(jī)構(gòu)建實(shí)時(shí)應(yīng)用程序，也可以使用 FreeRTOS 和 Azure RTOS 等實(shí)時(shí)框架構(gòu)建實(shí)時(shí)應(yīng)用程序。

使用Visual Studio （免費(fèi)社區(qū)版或更高版本）或Visual Studio Code，您可以開(kāi)發(fā)和調(diào)試在所有三個(gè)內(nèi)核上運(yùn)行的應(yīng)用程序。例如，您可以同時(shí)調(diào)試在 A7 內(nèi)核和 M4 內(nèi)核 FreeRTOS 應(yīng)用程序上運(yùn)行的應(yīng)用程序。

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應(yīng)用架構(gòu)

在 Azure Sphere 上運(yùn)行的應(yīng)用程序由兩部分組成。

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實(shí)時(shí) FreeRTOS 應(yīng)用程序

• 在負(fù)責(zé)運(yùn)行時(shí)序敏感的 HC-SR04 超聲波距離傳感器的 M4 內(nèi)核之一上運(yùn)行的實(shí)時(shí) FreeRTOS 應(yīng)用程序。
• 每 100 毫秒測(cè)量一次距離，因此流動(dòng)站可以決定最佳路線。
• 該傳感器需要精確的微秒計(jì)時(shí)來(lái)觸發(fā)距離測(cè)量過(guò)程，因此它非常適合作為 FreeRTOS 任務(wù)在實(shí)時(shí)內(nèi)核上運(yùn)行。
• 每 5 秒，F(xiàn)reeRTOS 任務(wù)將距離遙測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到 Azure Sphere A7 高級(jí)應(yīng)用程序。

Azure IoT 高級(jí)應(yīng)用程序

• 在 Azure Sphere A7 高級(jí)應(yīng)用程序核心上運(yùn)行的應(yīng)用程序負(fù)責(zé)對(duì)時(shí)間不太敏感的任務(wù)，例如建立 WiFi/網(wǎng)絡(luò)連接、協(xié)商安全性和與 Azure IoT Central 連接、更新設(shè)備孿生和發(fā)送遙測(cè)消息。

擴(kuò)展

• 我正在考慮使用本地 TinyML 模塊擴(kuò)展此解決方案以實(shí)現(xiàn)更智能的導(dǎo)航。

零件清單

• 1 x Seeed Studio Seeed Studio MT3620 迷你開(kāi)發(fā)板
• 1 x MT3620 Grove Breakout
• 2 x Grove - 超聲波距離傳感器
• 1 個(gè) H 橋驅(qū)動(dòng)器。Seeed Studio 有一個(gè)Grove - I2C 電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，或者您可以將自己的 H 橋連接器連接到 Grove Breakout 板。
• 1 x Rover 底盤(pán)、電機(jī)、車輪等

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Azure 物聯(lián)網(wǎng)中心

Azure IoT Central提供了一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)大規(guī)模連接、監(jiān)視和管理您的物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 資產(chǎn)。

我創(chuàng)建了Azure IoT Central的免費(fèi)試用版，并且很快我就繪制了流動(dòng)站距離傳感器的圖表并可以進(jìn)行更深入的分析。順便說(shuō)一句，試用期結(jié)束后，您可以繼續(xù)免費(fèi)將兩臺(tái)設(shè)備連接到 IoT Central。

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擴(kuò)展 Azure IoT Central 應(yīng)用程序并將其與其他云服務(wù)集成

Azure IoT Central 也可以使用規(guī)則和工作流進(jìn)行擴(kuò)展。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)查看使用工作流將 Azure IoT Central 應(yīng)用程序與其他云服務(wù)集成

如何構(gòu)建解決方案

• 設(shè)置Azure Sphere 開(kāi)發(fā)環(huán)境。
• 查看將 FreeRTOS 實(shí)時(shí)房間傳感器與 Azure IoT 集成。
• 了解如何將 Azure Sphere 連接到Azure IoT Central或Azure IoT Hub。
• 此解決方案的 IoT Central 設(shè)備模板功能模型 JSON 文件包含在此存儲(chǔ)庫(kù)的iot_central目錄中。

玩得開(kāi)心并保持安全，并確保在#JulyOT 上關(guān)注我們。