作者: Denny Yang, Hu ZongQi

簡(jiǎn)介：本文介紹了基于Sitara AM5749平臺(tái)的ali-iot邊緣網(wǎng)關(guān)的配置方法。TI的新一代處理器平臺(tái)AM5749是多核異構(gòu)結(jié)構(gòu)的SOC，片上有兩個(gè)ARM核(ARM CORTEX-A15),兩個(gè)DSP(C66x)核,兩個(gè)EVE AI加速模塊。AM5749處理器是高度集成的器件，可用于實(shí)現(xiàn)高性能和多媒體應(yīng)用。板載加速器提供加速視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)功能，支持多個(gè)工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議和視頻處理。對(duì)比AM57XX家族其他產(chǎn)品，AM5749支持完善的memory ECC校驗(yàn)功能，同時(shí)內(nèi)部直集成EVE深度學(xué)習(xí)加速模塊配合TIDL軟件開發(fā)包，可以快速在嵌入式平臺(tái)實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)的功能。阿里云是阿里巴巴集團(tuán)下的云計(jì)算產(chǎn)品，提供卓越的云計(jì)算服務(wù)與技術(shù)。本文間介紹阿里云和TIDL的環(huán)境搭建以及如何由阿里云和TIDL構(gòu)建一個(gè)云-邊緣聯(lián)合計(jì)算系統(tǒng)。本文在AM5749 IDK平臺(tái)上成功運(yùn)行ALI SDK并在ALI SDK和TIDL SDK的基礎(chǔ)上開發(fā)了一系列適配軟件。軟件會(huì)對(duì)本地的存儲(chǔ)的圖片進(jìn)行AI識(shí)別，并且把識(shí)別的統(tǒng)計(jì)信息發(fā)到ALI CLOUD進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。為了驗(yàn)證識(shí)別率本文在本地圖片摻入若干不可識(shí)別的空白圖片，識(shí)別結(jié)果見第五小節(jié)，可以看出來(lái)識(shí)別結(jié)果穩(wěn)定可靠。本文僅介紹邊緣網(wǎng)關(guān)配置和運(yùn)行的操作步驟，本地程序原理等深入討論會(huì)在其他文章詳細(xì)描述。

一、本地操作，環(huán)境準(zhǔn)備：

注意：在編譯任何部件之前需要先設(shè)定EVM板的時(shí)間，日期與中國(guó)時(shí)區(qū)一致，小時(shí)數(shù)減8分鐘數(shù)不變。

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

date –s <hour>:<minute>:<second>

說(shuō)明：考慮到Link IoT Edge軟件包和OSS-C-SDK及其官方文檔處在不斷更新的狀態(tài)，此文檔使用Link IoT Edge armv7 1.8.1、OSS- C-SDK 3.7.1供參考，隨文會(huì)貼出官方文檔連接。

1.各組件之間的關(guān)系如下圖：

說(shuō)明：藍(lán)色為TI提供的操作系統(tǒng)，紫色為samba服務(wù)器，綠色為阿里云提供的軟件SDK，橙色為本文開發(fā)的程序。

圖1系統(tǒng)框圖

2.在SD卡上安裝TI SDK：實(shí)際上是安裝TI定制的linux操作系統(tǒng)(圖1藍(lán)色部分)

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

安裝參考鏈接：http://software-dl.ti.com/processor-sdk-linux/esd/docs/05_01_00_11/linux/Overview_Getting_Started_Guide.html

下載連接：http://software-dl.ti.com/processor-sdk-linux/esd/AM57X/latest/index_FDS.html

在AM5749上下載安裝Link IoT Edge標(biāo)準(zhǔn)版軟件包：link-iot-edge-armv7-v1.8.1.tar.gz

此軟件包提供阿里云在AM5749平臺(tái)上運(yùn)行的基本環(huán)境，負(fù)責(zé)網(wǎng)關(guān)設(shè)備與阿里云的通信、云資源部署等功能。（圖1綠色a）

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

安裝步驟：

a. AM5749開發(fā)板超級(jí)終端窗口或者SSH終端窗口執(zhí)行以下命令，下載環(huán)境檢查工具并運(yùn)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

按照運(yùn)行環(huán)境檢查工具的提示在您的機(jī)器上安裝所有必需的依賴項(xiàng)，當(dāng)檢查工具成功運(yùn)行完成后，返回如下圖信息，表示Link IoT Edge能夠在您的機(jī)器上成功運(yùn)行。

b. 在阿里云->幫助文檔內(nèi)，物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算->產(chǎn)品介紹->發(fā)布?xì)v史 中尋找合適的軟件包，或使用下載地址：

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. 安裝：解壓即完成安裝，解壓命令如下：

$tar xzvf <網(wǎng)關(guān)軟件包壓縮文件>.tar.gz –C   /

至此，linkedge網(wǎng)關(guān)安裝完成

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

此軟件包提供阿里云開發(fā)的API，利用此API開發(fā)者可以便捷的使用上述軟件包提供的服務(wù)，是中間層的軟件庫(kù)。（圖1綠色c）

a. 在https://github.com/aliyun/link-iot-edge-access-sdk-c   下載SDK源文件，下載及解壓目錄可自定義；

b. 在編譯、生成驅(qū)動(dòng)程序時(shí)需要用到zip命令，但TI SDK中有unzip無(wú)zip，故需下載zip源碼，進(jìn)行編譯，下載地址：

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

下載完成后，解壓文件夾并放入目標(biāo)文件系統(tǒng)中，進(jìn)入目錄運(yùn)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. 開始編譯安裝sdk和TI-test程序

#cd linkedge-thing-access-sdk-c

#make prepare             //預(yù)編譯生成外部依賴庫(kù)將花費(fèi)一定時(shí)間

至此，SDK驅(qū)動(dòng)程序編譯完成。

5. Samba服務(wù)器（此步驟方便調(diào)試和文件交互，是可選步驟）。為方便使用EVM板文件系統(tǒng)的文件，故選擇安裝samba服務(wù)器。(圖1紫色)

源碼下載地址：https://download.samba.org/pub/samba/

安裝（EVM板上）：

a. 進(jìn)入目錄/samba-3.5.22/source3；

b. 運(yùn)行./configure

c. #make & make install（make時(shí)間比較長(zhǎng)）

d. 配置動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)路徑：

#vi /etc/ld.so.conf

在添加一行新內(nèi)容：/usr/local/samba/lib

執(zhí)行命令： ldconfig

e. Samba配置文件smb.conf

配置文件的默認(rèn)路徑為   /usr/local/samba/lib/smb.conf

執(zhí)行命令 #vi /usr/local/samba/lib/smb.conf

添加內(nèi)容：

       [share]

       path = /

       public = yes

       writable = yes

       available = yes

       browseable = yes

f. 啟動(dòng)samba服務(wù)。

配置smb.conf文件后，在開始運(yùn)行samba的服務(wù)進(jìn)程之前。我們需要先做一些準(zhǔn)備工作。運(yùn)行smbpasswd命令（在目錄/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用戶以及密碼信息。

為使用方便，可以不設(shè)置密碼，直接回車即可。

下面是運(yùn)行samba的服務(wù)進(jìn)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，可以根據(jù)上述用戶名登陸，無(wú)需密碼。

注意：AM574X EVM板掉電重啟后需要手動(dòng)啟動(dòng)samba服務(wù)，故可創(chuàng)建一個(gè)txt文件，將上述命令寫入其中。

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

6. 安裝阿里oss服務(wù)的 C-SDK（圖1綠色b）：

此軟件包是阿里云存儲(chǔ)服務(wù)提供的API庫(kù)。

a. 安裝第三方依賴庫(kù)：

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

安裝方式如下：

#./configure

#make

#make install

注意：

安裝apr時(shí)，需使用./configure CFLAGS='-Os'；

安裝apr-util時(shí)，需使用 ./configure CFLAGS='-Os' --with-apr=/usr/local/apr ;

minixml盡量安裝阿里OSS推薦的版本（2.9），以免報(bào)錯(cuò)。

b. 安裝C-SDK：

SDK下載地址：

此文檔實(shí)用的SDK版本為3.7.1

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

1. 安裝SDK需要用到CMAKE（2.6.0版本以上），CMAKE下載地址：

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

安裝方式：

#./configure

#make

#make install

2. 安裝SDK：

#cmake .

#make

#make install

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

二、云端操作:創(chuàng)建網(wǎng)關(guān)設(shè)備、邊緣實(shí)例、云存儲(chǔ)空間

接下來(lái)需要在云端上創(chuàng)建相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備、邊緣實(shí)例、camera、led設(shè)備；

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

1. 創(chuàng)建網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品及設(shè)備：

a. 進(jìn)入阿里云控制臺(tái)，進(jìn)入 邊緣計(jì)算à邊緣實(shí)例 頁(yè)面，點(diǎn)擊新建實(shí)例：

輸入實(shí)例名稱；

點(diǎn)擊新建網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品；

輸入產(chǎn)品名稱，并在所屬分類中選擇  邊緣計(jì)算à邊緣網(wǎng)關(guān)點(diǎn)擊完成；

點(diǎn)擊新建網(wǎng)關(guān)設(shè)備，輸入設(shè)備名稱即可，結(jié)果如下：

單擊確認(rèn)，邊緣實(shí)例已經(jīng)創(chuàng)建完成：

b. 創(chuàng)建設(shè)備：

ⅰ. 進(jìn)入邊緣實(shí)例詳情頁(yè)面（點(diǎn)擊上圖中的實(shí)例名稱）：

ⅱ. 選擇子設(shè)備，并單擊分配子設(shè)備；

ⅲ. 在分配子設(shè)備頁(yè)面，單擊左下角的添加子設(shè)備；

ⅳ.單擊新產(chǎn)品，在輸入?yún)?shù)后，單擊完成：

ⅴ. 輸入設(shè)備名稱后單擊確定；

注意由于在AM574X EVM板上安裝mysql不成功，使用了txt文件作為存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的載體，因此，為避免讀寫數(shù)據(jù)出錯(cuò)，請(qǐng)將所有設(shè)備名統(tǒng)一長(zhǎng)度。

ⅵ. 在分配子設(shè)備頁(yè)面將上述添加的設(shè)備分配到邊緣節(jié)點(diǎn)；

ⅶ. 進(jìn)入 設(shè)備管理à產(chǎn)品頁(yè)面，單擊傷處創(chuàng)建的產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品詳情頁(yè)面，選擇功能定義，在自定義功能一欄單擊添加功能：

按如圖為攝像頭產(chǎn)品添加自定義功能：

接下來(lái)將對(duì)Sub1GHz產(chǎn)品添加自定義功能（本平臺(tái)同時(shí)支持Sub1GHz傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到云端）：

ⅷ. 在子設(shè)備頁(yè)面，分別為子設(shè)備分配驅(qū)動(dòng)；

1. 進(jìn)入 邊緣計(jì)算à驅(qū)動(dòng)管理 頁(yè)面，單擊新建驅(qū)動(dòng)，語(yǔ)言類型選擇C語(yǔ)言，驅(qū)動(dòng)名稱自定義，上傳文件：為<sdk director>/demo/camera目錄下的zip文件。

2. 回到邊緣實(shí)例的子設(shè)備界面，為子設(shè)備分配驅(qū)動(dòng)：

ⅸ. 至此，云端上所有設(shè)備創(chuàng)建完成

2. 對(duì)象存儲(chǔ)OSS存儲(chǔ)空間的創(chuàng)建

a. 進(jìn)入對(duì)象存儲(chǔ)服務(wù)的控制臺(tái)，點(diǎn)擊左側(cè)列表的“+”新建存儲(chǔ)空間bucket：

b. Bucket名稱欄中，填入自定義的Bucket名稱，創(chuàng)建后無(wú)法修改；

c. 在區(qū)域欄中，選擇該存儲(chǔ)空間的數(shù)據(jù)中心，創(chuàng)建后無(wú)法修改；

d. 存儲(chǔ)類型選擇標(biāo)準(zhǔn)存儲(chǔ)

e. 讀寫權(quán)限使用私有，且不開通實(shí)時(shí)日志查詢。

三、本地軟件編譯和配置

本文開發(fā)的軟件包中，主要分為3部分：camera、imageRec、gateway_management。其中第一部分依賴阿里云Link IoT Edge C SDK開發(fā)的虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，第二部分為基于TIDL的視頻物體識(shí)別程序，第三部分為協(xié)調(diào)前兩者的網(wǎng)關(guān)管理程序。為了三者能夠順利運(yùn)行，需進(jìn)行下述操作：

1. 將文件夾camera拷貝到<Link IoT Edge軟件包安裝路徑>/link-iot-edge-access-sdk-c/demo目錄下，并將camera目錄下的demo.mk替換此目錄的demo.mk。在<Link IoT Edge軟件包安裝路徑>/link-iot-edge-access-sdk-c/目錄下運(yùn)行下列命令，生成虛擬設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：

#make && make install

2.將文件夾imageRec拷貝到/usr/share/ti/tidl/examples目錄下，并在imageRec和 /imageRec/oss_server下執(zhí)行make命令進(jìn)行編譯。

注意：在oss_server下make之前需注意如下兩點(diǎn)：

a. 需要設(shè)置環(huán)境變量：

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

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

b. 需要對(duì)./oss_server目錄下的upload.c作一定的修改：

設(shè)置在文件首定義的全局變量，這些全局變量的值根據(jù)上述創(chuàng)建的云存儲(chǔ)空間進(jìn)行賦值。

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

3. 文件夾gateway_management可放在任意位置，進(jìn)入該文件夾之后，通過(guò)./make.txt完成編譯即可。

四、系統(tǒng)運(yùn)行步驟

1.進(jìn)入 設(shè)備管理à設(shè)備 頁(yè)面，點(diǎn)擊上述創(chuàng)建的網(wǎng)關(guān)設(shè)備，將設(shè)備信息中的ProductKey、DeviceName、DeviceSecret記錄下來(lái)，用于后續(xù)啟動(dòng)網(wǎng)關(guān)；

2.進(jìn)入目錄 /linkedge/gateway/build/script;

運(yùn)行命令，請(qǐng)講{YourProductKey} {YourDeviceName} {YourDeviceSecret}替換為1中記錄下來(lái)的三個(gè)信息：

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

3.啟動(dòng)Link IoT Edge核定服務(wù);

#./iot_gateway_start.sh

4.執(zhí)行如下命令岔開Link IoT Edge核心服務(wù)的運(yùn)行狀態(tài)：

#./iot_gateway_status.sh

若系統(tǒng)顯示如下，表示Link IoT Edge核心服務(wù)啟動(dòng)成功

也可以進(jìn)入 邊緣計(jì)算à邊緣實(shí)例 點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)的邊緣實(shí)例，查看網(wǎng)關(guān)狀態(tài)，可以看到已經(jīng)在線：

5.在此頁(yè)面點(diǎn)擊右上角的部署，將資源部署到邊緣網(wǎng)關(guān)上：

6. 待部署完成后，后臺(tái)運(yùn)行g(shù)ateway_management程序，在gateway_management目錄下使用命令：

\#./ gateway_management &

7.進(jìn)入/usr/share/ti/tidl/examples/imageRec/oss_server目錄，后臺(tái)運(yùn)行oss服務(wù)程序：

# ./main &

8. 在/usr/share/ti/tidl/examples/imageRec目錄下，運(yùn)行TIDL的視頻物體識(shí)別程序：

# ./imageRec -i <視頻文件或目錄>

五、運(yùn)行結(jié)果

在云端，通過(guò)左側(cè)目錄，進(jìn)入  設(shè)備管理à設(shè)備 進(jìn)入前文創(chuàng)建的設(shè)備的詳情頁(yè)面，再進(jìn)入到運(yùn)行狀態(tài)的分頁(yè)面中，應(yīng)看到如下結(jié)果：

單擊成功率一欄的查看數(shù)據(jù)，理應(yīng)看到如下結(jié)果：

為了使成功率更有說(shuō)服了，本文在識(shí)別圖片集里添加了部分不可識(shí)別的空白圖片，可以看到識(shí)別率很穩(wěn)定在0.679，說(shuō)明系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。

本文驗(yàn)證了三大技術(shù)：1，ALI IOT SDK在AM57XX平臺(tái)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)的功能。2，AM57XX TIDL SDK利用AM5749 EVE加速單元實(shí)現(xiàn)了AI圖片分析的邊緣計(jì)算。3，同時(shí)此平臺(tái)還連接了運(yùn)行TI-15.4 Sub1G CC1310模塊，實(shí)現(xiàn)了傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)到Ali Cloud的轉(zhuǎn)發(fā)。