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物联网操作系统源码,配套分布式温度监控系统 AI智能车案例

发布时间: 2022年10月16日上午11:00

简介

RT-Thread诞生于2006年,是一款以开源、中立、社区化发展起来的物联网操作系统。 RT-Thread主要采用 C 语言编写,浅显易懂,且具有方便移植的特性(可快速移植到多种主流 MCU 及模组芯片上)。RT-Thread把面向对象的设计方法应用到实时系统设计中,使得代码风格优雅、架构清晰、系统模块化并且可裁剪性非常好。

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RT-Thread有完整版和Nano版,对于资源受限的微控制器(MCU)系统,可通过简单易用的工具,裁剪出仅需要 3KB Flash、1.2KB RAM 内存资源的 NANO 内核版本;而相对资源丰富的物联网设备,可使用RT-Thread完整版,通过在线的软件包管理工具,配合系统配置工具实现直观快速的模块化裁剪,并且可以无缝地导入丰富的软件功能包,实现类似 Android 的图形界面及触摸滑动效果、智能语音交互效果等复杂功能。

RT-Thread架构

RT-Thread是一个集实时操作系统(RTOS)内核、中间件组件的物联网操作系统.

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架构图

  • 内核层:RT-Thread内核,是 RT-Thread的核心部分,包括了内核系统中对象的实现,例如多线程及其调度、信号量、邮箱、消息队列、内存管理、定时器等;libcpu/BSP(芯片移植相关文件 / 板级支持包)与硬件密切相关,由外设驱动和 CPU 移植构成。
  • 组件与服务层:组件是基于 RT-Thread内核之上的上层软件,例如虚拟文件系统、FinSH命令行界面、网络框架、设备框架等。采用模块化设计,做到组件内部高内聚,组件之间低耦合。
  • RT-Thread软件包:运行于 RT-Thread物联网操作系统平台上,面向不同应用领域的通用软件组件,由描述信息、源代码或库文件组成。RT-Thread提供了开放的软件包平台,这里存放了官方提供或开发者提供的软件包,该平台为开发者提供了众多可重用软件包的选择,这也是 RT-Thread生态的重要组成部分。软件包生态对于一个操作系统的选择至关重要,因为这些软件包具有很强的可重用性,模块化程度很高,极大的方便应用开发者在最短时间内,打造出自己想要的系统。RT-Thread已经支持的软件包数量已经达到 180+。

RT-Thread的特点

  • 资源占用极低,超低功耗设计,最小内核(Nano版本)仅需1.2KB RAM,3KB Flash。
  • 组件丰富,繁荣发展的软件包生态 。
  • 简单易用 ,优雅的代码风格,易于阅读、掌握。
  • 高度可伸缩,优质的可伸缩的软件架构,松耦合,模块化,易于裁剪和扩展。
  • 强大,支持高性能应用。
  • 跨平台、芯片支持广泛。

代码目录

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RT-Thread源代码目录结构

目前RT-Thread已经针对将近90种开发板做好了移植,大部分 BSP 都支持 MDK﹑IAR开发环境和GCC编译器,并且已经提供了默认的 MDK 和 IAR 工程,用户可以直接基于这个工程添加自己的应用代码。 每个 BSP 的目录结构高度统一,且都提供一个 README.md 文件,包含了对这个 BSP 的基本介绍,以及相应的说明,方便用户快速上手。

Env 是RT-Thread推出的开发辅助工具,针对基于RT-Thread操作系统的项目工程,提供编译构建环境、图形化系统配置及软件包管理功能。其内置的 menuconfig 提供了简单易用的配置剪裁工具,可对内核、组件和软件包进行自由裁剪,使系统以搭积木的方式进行构建。

支持的 IDE 和编译器

RT-Thread主要支持的IDE/编译器包括:

  • MDK KEIL
  • IAR
  • Gcc
  • RT-Thread Studio

使用基于 Python 的 scons 进行命令行生成。

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RT-Thread Studio演示

基于RT-Thread的应用展示

智能车demo教程目录

1、RT-Thread 卷积神经网络(CNN) 手写体识别 (MNIST)

神经网络理论:神经网络图像相关理论

训练卷积神经网络模型:用 Keras 训练手写体识别模型

运行卷积神经网络模型:RT-Thread 解析并加载 onnx 模型(protobuf格式)

2、 Darknet 训练目标检测模型 :Darknet 训练一个小黄人检测模型

3、 RT-Thread 连接 ROS :RT-Thread 的 rosserial 软件包和 ROS 建立连接

4、 RT-Thread 连接 ROS 控制摄像头小车 :ROS 发布图像信息

5、 RT-Thread 连接 RPLidar A1 激光雷达 :使用 RT-Thread 的 RPLidar 软件包

6、RT-Thread 搭配 ROS 实现目标检测小车 :Darknet ROS 利用 ROS 小车发布的图像信息运行 Yolo 神经网络做目标检测

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智能车demo

分布式温度监控系统

这是一篇应用 RT-Thread 实现分布式温度监控系统的教程,共包含 4 节的内容,介绍了由浅入深,一步步实现一个分布式温度监控系统的过程。学完这个课程可以对 RT-Thread 的 Sensor 框架、线程间的同步、线程间的通信、虚拟文件系统、物联网应用有一个更深入的了解,也能增加自己的动手实践能力。

分布式温度监控系统基于 STM32 系类芯片开发,支持采集多达六个分节点的温度数据,网关节点收集分节点的数据并通过 WIFI 上传云端远程实时监视,也可本地连接串口与 PC 端通讯,上位机实时显示分节点数据。该系统适用于家庭、办公室、教室等小面积场所的多点温度监控,无线传输距离可达 100m ~ 500m,具有功耗低,丢包率低,传输距离远等特点,是一个相当实用的 DIY 设计。

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架构图

许可协议

RT-Thread系统完全开源,3.1.0 及以前的版本遵循 GPL V2 + 开源许可协议。从 3.1.0 以后的版本遵循Apache License 2.0开源许可协议,可以免费在商业产品中使用,并且不需要公开私有代码。

/*
 * Copyright (c) 2006-2018, RT-Thread Development Team
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 */

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