基于Sitara AM5749平台的ali-iot边缘网关的配置方法

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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--

date –s::

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 1.8.1、OSS- 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。

图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 SDKVersion：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、camera、led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/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：camera、imageRec、gateway_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-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-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：1，ALI IOT SDK在AM57XX平台运行，实现了边缘计算网关的功能。2，AM57XX 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。

审核编辑：何安