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基于Sitara的Ali-IOT边缘网关设置方法
dianlaotie | 2019-07-09 17:32:54    阅读:69   发布文章

作者: Denny Yang, Hu ZongQi

简介:本文介绍了基于Sitara AM5749平台的ali-iot边缘网关的配置方法。TI的新一代处理器平台AM5749是多核异构结构的SOC,片上有两个ARM核(ARM CORTEX-A15),两个DSP(C66x)核,两个EVE AI加速模块。AM5749处理器是高度集成的器件,可用于实现高性能和多媒体应用。板载加速器提供加速视觉和深度学习功能,支持多个工业以太网协议和视频处理。对比AM57XX家族其他产品,AM5749支持完善的memory ECC校验功能,同时内部直集成EVE深度学习加速模块配合TIDL软件开发包,可以快速在嵌入式平台实现深度学习的功能。阿里云是阿里巴巴集团下的云计算产品,提供卓越的云计算服务与技术。本文间介绍阿里云和TIDL的环境搭建以及如何由阿里云和TIDL构建一个云-边缘联合计算系统。本文在AM5749 IDK平台上成功运行ALI SDK并在ALI SDK和TIDL SDK的基础上开发了一系列适配软件。软件会对本地的存储的图片进行AI识别,并且把识别的统计信息发到ALI CLOUD进行统计。为了验证识别率本文在本地图片掺入若干不可识别的空白图片,识别结果见第五小节,可以看出来识别结果稳定可靠。本文仅介绍边缘网关配置和运行的操作步骤,本地程序原理等深入讨论会在其他文章详细描述。

一、本地操作,环境准备:

注意:在编译任何部件之前需要先设定EVM板的时间,日期与中国时区一致,小时数减8分钟数不变。

date -s <year>-<month>-<day>

date –s <hour>:<minute>:<second>

说明:考虑到Link IoT Edge软件包和OSS-C-SDK及其官方文档处在不断更新的状态,此文档使用Link IoT Edge armv7 1.8.1OSS- C-SDK 3.7.1供参考,随文会贴出官方文档连接。

1.各组件之间的关系如下图:

说明:蓝色为TI提供的操作系统,紫色为samba服务器,绿色为阿里云提供的软件SDK,橙色为本文开发的程序。


1系统框图


2.在SD卡上安装TI SDK:实际上是安装TI定制的linux操作系统(图1蓝色部分)

TI SDK Version:ti-processor-sdk-linux-am57xx-evm-05.02.00.10

安装参考链接:http://software-dl.ti.com/processor-sdk-linux/esd/docs/05_01_00_11/linux/Overview_Getting_Started_Guide.html

下载连接:http://software-dl.ti.com/processor-sdk-linux/esd/AM57X/latest/index_FDS.html

在AM5749上下载安装Link IoT Edge标准版软件包:link-iot-edge-armv7-v1.8.1.tar.gz

此软件包提供阿里云在AM5749平台上运行的基本环境,负责网关设备与阿里云的通信、云资源部署等功能。(图1绿色a)

官方文档: https://help.aliyun.com/document_detail/102729.html?spm=a2c4g.11186623.6.556.3bc42940lqj1FE 

安装步骤:

a. AM5749开发板超级终端窗口或者SSH终端窗口执行以下命令,下载环境检查工具并运行:

#wget http://iotedge-web.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/public/testingTool/link-iot-edge_env-check.sh

#sudo chmod +x ./link-iot-edge_env-check.sh

#sudo ./link-iot-edge_env-check.sh

按照运行环境检查工具的提示在您的机器上安装所有必需的依赖项,当检查工具成功运行完成后,返回如下图信息,表示Link IoT Edge能够在您的机器上成功运行。

b. 在阿里云->帮助文档内,物联网边缘计算->产品介绍->发布历史 中寻找合适的软件包,或使用下载地址:

http://link-iot-edge-packet.oss-cn-shanghai.aliyuncs.com/arm-linux-gnueabi/link-iot-edge-armv7-v1.8.1.tar.gz?spm=a2c4g.11186623.2.15.3bc42940lqj1FE&file=link-iot-edge-armv7-v1.8.1.tar.gz

c. 安装:解压即完成安装,解压命令如下:

$tar xzvf <网关软件包压缩文件>.tar.gz –C   /

至此,linkedge网关安装完成

4. Link IoT Edge C SDK:link-iot-edge-access-sdk-c-master

此软件包提供阿里云开发的API,利用此API开发者可以便捷的使用上述软件包提供的服务,是中间层的软件库。(图1绿色c)

a. 在https://github.com/aliyun/link-iot-edge-access-sdk-c   下载SDK源文件,下载及解压目录可自定义;

b. 在编译、生成驱动程序时需要用到zip命令,但TI SDK中有unzip无zip,故需下载zip源码,进行编译,下载地址:

https://sourceforge.net/projects/infozip/files/Zip%203.x%20%28latest%29/3.0/

下载完成后,解压文件夹并放入目标文件系统中,进入目录运行命令:

#chmod +x ./unix/configure

#./unix/configure

#make -f unix/Makefile generic

#make -f unix/Makefile install

至此zip命令可用

c. 开始编译安装sdk和TI-test程序

#cd linkedge-thing-access-sdk-c

#make prepare             //预编译生成外部依赖库将花费一定时间

至此,SDK驱动程序编译完成。

5. Samba服务器(此步骤方便调试和文件交互,是可选步骤)。为方便使用EVM板文件系统的文件,故选择安装samba服务器。(图1紫色)

源码下载地址:https://download.samba.org/pub/samba/

安装(EVM板上):

a. 进入目录/samba-3.5.22/source3;

b. 运行./configure

c. #make & make install(make时间比较长)

d. 配置动态链接库路径:

#vi /etc/ld.so.conf

在添加一行新内容:/usr/local/samba/lib

执行命令: ldconfig

e. Samba配置文件smb.conf

配置文件的默认路径为   /usr/local/samba/lib/smb.conf

执行命令 #vi /usr/local/samba/lib/smb.conf

添加内容:

       [share]

       path = /

       public = yes

       writable = yes

       available = yes

       browseable = yes

f. 启动samba服务。

配置smb.conf文件后,在开始运行samba的服务进程之前。我们需要先做一些准备工作。运行smbpasswd命令(在目录/usr/local/samba/bin下)

# ./smbpasswd –a root

向smb.conf文件中指定的/etc/samba/smbpasswd文件中添加root用户以及密码信息。

为使用方便,可以不设置密码,直接回车即可。

下面是运行samba的服务进程smbd和nmbd

# /usr/local/samba/sbin/smbd –D –s /etc/samba/smb.conf

# /usr/local/samba/sbin/nmbd –D –s /etc/samba/smb.conf

g. 至此,可以根据上述用户名登陆,无需密码。

注意:AM574X EVM板掉电重启后需要手动启动samba服务,故可创建一个txt文件,将上述命令写入其中。

参考:https://www.cnblogs.com/lienhua34/archive/2012/03/18/2405081.html

6. 安装阿里oss服务的 C-SDK(图1绿色b):

此软件包是阿里云存储服务提供的API库。

a. 安装第三方依赖库:

Libcurl(7.64.0):https://curl.haxx.se/download.html?spm=a2c4g.11186623.2.20.364f27b91fJ4hg

apr(1.6.5)& apr-util(1.6.1):https://apr.apache.org/download.cgi?spm=a2c4g.11186623.2.22.364f27b9g4A30m&file=download.cgi

minixml(2.9):https://www.msweet.org/mxml/?spm=a2c4g.11186623.2.26.364f27b9uOegUa

安装方式如下:

#./configure

#make

#make install

注意:

安装apr时,需使用./configure CFLAGS='-Os';

安装apr-util时,需使用 ./configure CFLAGS='-Os' --with-apr=/usr/local/apr ;

minixml尽量安装阿里OSS推荐的版本(2.9),以免报错。

b. 安装C-SDK:

SDK下载地址:

此文档实用的SDK版本为3.7.1

https://github.com/aliyun/aliyun-oss-c-sdk/tree/master?spm=a2c4g.11186623.2.10.3aa923d0lWS314

1. 安装SDK需要用到CMAKE(2.6.0版本以上),CMAKE下载地址:

https://cmake.org/download?spm=a2c4g.11186623.2.18.6a7227b9pF3roO

安装方式:

#./configure

#make

#make install

2. 安装SDK:

#cmake .

#make

#make install

官方文档:https://help.aliyun.com/document_detail/32132.html?spm=a2c4g.11186623.6.868.14106ab3Nio9na

二、云端操作:创建网关设备、边缘实例、云存储空间


接下来需要在云端上创建相应的网关设备、边缘实例、cameraled设备;


官方文档:https://help.aliyun.com/document_detail/103247.html?spm=a2c4g.11186623.6.564.7caa98caBP6fyd


1. 创建网关产品及设备:


a. 进入阿里云控制台,进入 边缘计算à边缘实例 页面,点击新建实例:

输入实例名称;

点击新建网关产品;

输入产品名称,并在所属分类中选择  边缘计算à边缘网关点击完成;

点击新建网关设备,输入设备名称即可,结果如下:

单击确认,边缘实例已经创建完成:

b. 创建设备:

ⅰ. 进入边缘实例详情页面(点击上图中的实例名称):

ⅱ. 选择子设备,并单击分配子设备;

ⅲ. 在分配子设备页面,单击左下角的添加子设备;

ⅳ.单击新产品,在输入参数后,单击完成:


ⅴ. 输入设备名称后单击确定;

注意由于在AM574X EVM板上安装mysql不成功,使用了txt文件作为存储数据的载体,因此,为避免读写数据出错,请将所有设备名统一长度。

ⅵ. 在分配子设备页面将上述添加的设备分配到边缘节点;

ⅶ. 进入 设备管理à产品页面,单击伤处创建的产品进入产品详情页面,选择功能定义,在自定义功能一栏单击添加功能:

按如图为摄像头产品添加自定义功能:

接下来将对Sub1GHz产品添加自定义功能(本平台同时支持Sub1GHz传感器网络数据转发到云端):

ⅷ. 在子设备页面,分别为子设备分配驱动;



1. 进入 边缘计算à驱动管理 页面,单击新建驱动,语言类型选择C语言,驱动名称自定义,上传文件:为<sdk director>/demo/camera目录下的zip文件。



2. 回到边缘实例的子设备界面,为子设备分配驱动:



ⅸ. 至此,云端上所有设备创建完成



2. 对象存储OSS存储空间的创建



a. 进入对象存储服务的控制台,点击左侧列表的“+”新建存储空间bucket:


b. Bucket名称栏中,填入自定义的Bucket名称,创建后无法修改;

c. 在区域栏中,选择该存储空间的数据中心,创建后无法修改;

d. 存储类型选择标准存储

e. 读写权限使用私有,且不开通实时日志查询。



三、本地软件编译和配置


本文开发的软件包中,主要分为3部分:cameraimageRecgateway_management。其中第一部分依赖阿里云Link IoT Edge C SDK开发的虚拟设备驱动程序,第二部分为基于TIDL的视频物体识别程序,第三部分为协调前两者的网关管理程序。为了三者能够顺利运行,需进行下述操作:


1. 将文件夹camera拷贝到<Link IoT Edge软件包安装路径>/link-iot-edge-access-sdk-c/demo目录下,并将camera目录下的demo.mk替换此目录的demo.mk。在<Link IoT Edge软件包安装路径>/link-iot-edge-access-sdk-c/目录下运行下列命令,生成虚拟设备驱动程序:

#make && make install



2.将文件夹imageRec拷贝到/usr/share/ti/tidl/examples目录下,并在imageRec和 /imageRec/oss_server下执行make命令进行编译。

注意:在oss_server下make之前需注意如下两点:

a. 需要设置环境变量:

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/lib

export LIBRARY_PATH=/usr/local/apr/lib:$LIBRARY_PATH

b. 需要对./oss_server目录下的upload.c作一定的修改:

设置在文件首定义的全局变量,这些全局变量的值根据上述创建的云存储空间进行赋值。

参考https://yq.aliyun.com/articles/60924?spm=a2c4g.11186623.2.14.438551ffqcyND4 

3. 文件夹gateway_management可放在任意位置,进入该文件夹之后,通过./make.txt完成编译即可。

四、系统运行步骤


1.进入 设备管理à设备 页面,点击上述创建的网关设备,将设备信息中的ProductKey、DeviceName、DeviceSecret记录下来,用于后续启动网关;


2.进入目录 /linkedge/gateway/build/script;

运行命令,请讲{YourProductKey} {YourDeviceName} {YourDeviceSecret}替换为1中记录下来的三个信息:

#./set_gw_triple.sh {YourProductKey} {YourDeviceName} {YourDeviceSecret}

3.启动Link IoT Edge核定服务;

#./iot_gateway_start.sh

4.执行如下命令岔开Link IoT Edge核心服务的运行状态:

#./iot_gateway_status.sh

若系统显示如下,表示Link IoT Edge核心服务启动成功

也可以进入 边缘计算à边缘实例 点击对应的边缘实例,查看网关状态,可以看到已经在线:


5.在此页面点击右上角的部署,将资源部署到边缘网关上:

6. 待部署完成后,后台运行gateway_management程序,在gateway_management目录下使用命令:

\#./ gateway_management &

7.进入/usr/share/ti/tidl/examples/imageRec/oss_server目录,后台运行oss服务程序:

# ./main &

8. 在/usr/share/ti/tidl/examples/imageRec目录下,运行TIDL的视频物体识别程序:

# ./imageRec -i <视频文件或目录>

五、运行结果

在云端,通过左侧目录,进入  设备管理à设备 进入前文创建的设备的详情页面,再进入到运行状态的分页面中,应看到如下结果:

 单击成功率一栏的查看数据,理应看到如下结果:

为了使成功率更有说服了,本文在识别图片集里添加了部分不可识别的空白图片,可以看到识别率很稳定在0.679,说明系统运行平稳。

本文验证了三大技术:1ALI IOT SDKAM57XX平台运行,实现了边缘计算网关的功能。2AM57XX TIDL SDK利用AM5749 EVE加速单元实现了AI图片分析的边缘计算。3,同时此平台还连接了运行TI-15.4 Sub1G CC1310模块,实现了传感器网络数据到Ali Cloud的转发。


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