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介绍 FreeRTOS 蜂窝网库

我们很高兴介绍一个新的 FreeRTOS 库的预览,该库旨在简化使用蜂窝 LTE-M 技术连接到云端的 IoT 应用程序的开发。 LTE-M,也被称为 Cat-M1,是一种低成本的 LPWAN 技术。它由 3GPP 开发,作为 LTE 标准第 13 版的一部分,是广义 5G 技术集合的组成部分。它也是 NB-IoT 的补充技术,但它速度更快,具备 1 Mbps 的上传和下载速度,以及更低的延迟。因此它非常适合许多命令和控制应用程序。默认情况下,所有 LTE-M 蜂窝调制解调器向后兼容 4G 技术(如 CAT1),并且会在必要时回退到 3G 和 2G,以保证连接。

使蜂窝 IoT 应用易于开发

大多数蜂窝模块的串行端口都应用标准(ASCII - AT命令)接口,适合用于大多数微控制器和 FreeRTOS 应用程序。然而各个微控制器供应商应用串行接口(UART)的方式略有不同,不同蜂窝模块供应商的命令集(最初由 3GPP 标准定义)也存在细微区别,以展现其产品的最佳(或独特)功能。因此,如果没有做过特定硬件的实现,开发者没有简易快捷的办法采用蜂窝技术,而且大量的精力浪费在重新实现每个微控制器和模块对的串行接口上。

FreeRTOS 蜂窝网库帮助解决了这一问题。蜂窝网库分离了模块命令序列化和解析模块答复所需的重复、未区分的代码,提供了一个简单且统一的应用程序编程接口 (API)。这种统一接口使开发人员能够专注于应用程序逻辑, 加快开发进度,并提供整洁、可信赖的代码基础。使用蜂窝网库 API 的应用程序将可以在不同供应商和型号的蜂窝调制解调器之间自由移植。目前,FreeRTOS 蜂窝库支持以下常见蜂窝调制解调器:Quectel BG96Sierra Wireless HL7802U-Blox Sara-R4

构建 IoT 堆栈

FreeRTOS 提供了专为 IoT 应用程序设计的网络堆栈。以太网、Wi-Fi 和 BLE 等常见连接技术已经集成到此堆栈中,一系列使用流行微控制器和无线模块的电路板也在 FreeRTOS 参考集成中获得支持。新的蜂窝网库提供传输层以适配该堆栈,以便与其他 TCP 套接字连接选项通用。

图 1 - 使用蜂窝网库的免费 RTOS IoT 应用程序堆栈

开发和测试蜂窝网 IoT 应用程序

得益于通用堆栈设计和灵活的 FreeRTOS IoT 库(如coreMQTT、core HTTP、corePKCS11 等),现在可以将原本为其他无线解决方案设计的 IoT 应用程序轻松地快速迁移到蜂窝技术解决方案。 IoT Windows 模拟器 FreeRTOS 和 (POSIX) 模拟器Linux,也可以使设计和测试新的 蜂窝应用程序更加快捷。事实上,我们创建了一个新的 FreeRTOS Labs 代码存储库 ,其中包含三个 ( Visual Studio) 项目。这些项目基于 FreeRTOS Windows 模拟器。最初支持的三个调制解调器,只需要一台笔记本电脑和一个评估套件就可以运行和测试这些项目。您可以在 FreeRTOS 蜂窝演示项目入门指南获取更多有关如何设置调制解调器和构建演示项目的信息。 此外,三个新的 FreeRTOS 参考集成已经通过认证。这些集成基于 FreeRTOS 202011.00 版本库并使用以下工具包:STM32L4+ Discovery 主板STMODLTE、Sierra Wireless Sensor Hub AWS Kit (采用 Sierra Wireless HL7802 模块)、Nuvoton - NuMaker IoT M487 主板和 Quectel RFBG96 适配器。您可以在 AWS 合作伙伴设备目录中找到它们。

FreeRTOS 蜂窝网库反响

新 FreeRTOS 蜂窝网库的反响令我们感到兴奋,这个库是我们根据 FreeRTOS 合作伙伴、客户和嵌入式开发人员社区的反馈而构建。以下是我们的合作伙伴想说的话……

“我们的客户开发安全 IoT 和边缘设备,需要连接到 AWS 云服务。将 u-blox LTE-M and NB-IoT 模块与 FreeRTOS 蜂窝网库集成,进一步扩大了我们对客户的承诺。” – Harald Kröll,u-blox 产品经理
“我们很高兴引入 FreeRTOS 蜂窝网库 IoT 与 STM32L4+ Discovery Kit Node 和 Quectel BG96 的 STEVAL-STMODLTE 支持,因为我们的客户在开发支持蜂窝的 IoT 应用时,可节省时间和精力,并从中受益。”– Andre Dostie,STMicroelectronics, Inc. Microcontroller Division Americas IoT 应用总监
Quectel Wireless Solutions 营销副总裁 Alexander Bufalino 表示: “我们很高兴继续与 AWS 开展长期合作。BG96 蜂窝模块, 已经获得 AWS IoT Core 认证,被纳入 AWS 合作伙伴设备目录,现在集成到 FreeRTOS 蜂窝网库中,使我们的客户连接到 AWS 云更加快捷。”
“我们很高兴看到 AWS 推出 FreeRTOS 蜂窝网库 ,可随时支持我们的 HL7802 模块,以满足我们共同客户的需求,并加快开发连接到 AWS 云的创新 IoT 应用。”– Ashish Syal,Sierra Wireless 首席工程师

小结

您可以在此处找到更多关于 FreeRTOS 蜂窝网库的信息。我们将继续为新调制解调器和常见调制解调器增加蜂窝接口的应用,我们也欢迎您为扩展调制解调器目录和改进该库的功能做出贡献。了解更多详细信息,请参阅蜂窝网库移植指南。敬请期待…… FreeRTOS 基于 MIT 授权,是一款适用于微控制器的开源实时操作系统,让您可以轻松地编写、部署、保护、连接和管理低功耗的小型边缘设备。 您可以通过从 FreeRTOS.orgGitHub () 下载源代码开始入手,您还可以在 FreeRTOS 用户指南中找到更多关于 FreeRTOS 及其库和演示项目的信息。

作者简介

Lucio 是 Amazon Web Services 的产品经理。过去 20 年,他在半导体行业担任过各种技术和营销职务。作为一个富有见解的高产作者,他发表了许多关于嵌入式控制应用程序编程的文章和技术书籍。热爱飞行的他又获得了 FAA 和 EASA 私人飞行员执照。
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