物联网操作系统原理(LiteOS)12内核实验一
华为LiteOS操作系统基础知识入门与内核移植

华为LiteOS操作系统基础知识入门与内核移植LiteOS操作系统是华为在2015年发布的一个轻量级的面向物联网的操作系统,同时也是华为物联网1+2+1物联网解决方案的组成部分,此操作系统具备零配置,自发现,自组网的特点,让LiteOS的终端物联能够自动接入支持的网络,使得硬件开发变得更加简单,对于开发者来说也有很强的便利性。
本文章将对LiteOS操作系统基本结构及应用场景进行简单介绍,最后介绍如何移植LiteOS内核。
1. LiteOS内核结构简介HUWEI LiteOS内核结构如图所示,其内核主体可分为硬件抽象层,基础内核和扩展内核,其中基础内核中的极小内核是LiteOS操作系统能够裁剪的最小单位,包括任务管理、内存管理、中断管理、异常管理和系统时钟等功能,可裁剪部分则包括信号量、互斥锁、队列管理、事件管理、软件定时器等。
而除了基础内核,Huawei LiteOS 还提供了扩展内核,包括C++支持、动态加载、低功耗以及维测模块。
低功耗通过支持Tickless机制、run-stop休眠唤醒,可以大大降低系统功耗。
维测部分包含了获取CPU占用率、支持串口执行Shell命令等功能。
除此之外,LiteOS也具有云端协同的能力,集成了全套IOT 协议,LwM2M、CoAP、mbedtls、LwIP等。
2. 应用场景举例基于其可裁剪型强,对MCU环境适配性强等优势,LiteOS在多个领域都得到了广泛应用在家居领域,华为推出了华为HiLink智能家居解决方案,该方案结构图如图所示从图中看,该方案主要由HiLink SDK,智能设备,HiLink智能路由,云平台,手机APP及互联协议组成;整体的运作流程是,生态伙伴产品硬件内部已经安装了HiLink SDK及LiteOS内核,基于内核含有的通信协议(Zigbee,NBioT)等,与HiLink智能路由产生联系,生态伙伴产品通过智能路由组网与APP和家庭云互传信息,以达到智能家居的效果。
物联网实验报告实验1

物联网实验报告实验1一、实验目的本次物联网实验的主要目的是深入了解物联网的基本概念和工作原理,通过实际操作和观察,掌握物联网系统中传感器数据采集、传输和处理的基本方法,以及如何实现设备之间的互联互通和远程控制。
二、实验设备和材料1、传感器模块:包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器等。
2、微控制器:如 Arduino 或 STM32 开发板。
3、无线通信模块:如 WiFi 模块、蓝牙模块或 Zigbee 模块。
4、执行器:如电机、LED 灯等。
5、电源供应:电池或电源适配器。
6、电脑及相关开发软件。
三、实验原理物联网是通过各种信息传感设备,实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程等各种需要的信息,与互联网结合形成的一个巨大网络。
其工作原理包括传感器感知物理世界的信息,将这些信息转换为电信号,然后通过微控制器进行处理和编码,再通过无线通信模块将数据传输到云服务器或其他终端设备,最终实现对物理世界的监测和控制。
四、实验步骤1、硬件连接将传感器模块与微控制器的相应引脚连接,确保连接正确无误。
为微控制器和传感器模块提供稳定的电源供应。
将无线通信模块与微控制器连接,设置好通信参数。
2、软件编程在开发软件中编写传感器数据采集的程序,设置采集频率和数据格式。
编写微控制器与无线通信模块之间的数据传输程序,确保数据能够准确无误地发送。
编写云服务器端或接收终端的程序,用于接收和处理传感器数据。
3、系统调试上传程序到微控制器,观察传感器数据的采集和传输是否正常。
通过云服务器或接收终端查看数据,检查数据的准确性和完整性。
对出现的问题进行排查和调试,直至系统稳定运行。
4、功能测试改变实验环境的温度、湿度、光照等条件,观察传感器数据的变化和传输情况。
通过远程控制终端发送指令,控制执行器的动作,如点亮 LED 灯或驱动电机。
五、实验结果与分析1、传感器数据采集结果温度传感器采集的数据在一定范围内波动,与实际环境温度变化基本相符。
《物联网操作系统LiteOS内核开发与实战》初识LiteOS

2023
初识liteos
物联网操作系统简介liteos系统介绍liteos内核开发基础liteos内核实战案例liteos内核常见问题及解决方案
contents
目录
物联网操作系统简介
01
物联网操作系统是一种针对物联网设备和应用进行优化和定制的操作系统,旨在提供高效、安全、可靠和可扩展的设备连接和管理能力。
问题一
问题二
在LiteOS内核上实现多任务处理需要了解任务调度和进程管理机制
首先,要了解LiteOS内核的任务调度和进程管理机制。LiteOS支持基于优先级抢占式调度和时间片轮转调度两种方式。进程管理上,LiteOS采用进程状态转换模型,包括就绪、阻塞、运行和终止四种状态。为了实现多任务处理,需要在应用程序中创建多个任务,并分配不同的优先级和时间片资源。
开发流程介绍
编码实现
按照业务逻辑和流程,使用C/C编写LiteOS内核代码。
需求分析
明确开发任务和目的,理解业务逻辑和流程。
编译链接
使用编译器将编写的代码编译成目标文件,再链接成可执行文件。
优化完善
根据实际情况进行性能优化和完善。
调试测试
使用调试器进行调试,测试程序是否符合预期。
官方文档提供了LiteOS内核的API、数据结构和算法等详细说明,是开发人员进行内核开发的必备资料。
问题三
THANK YOU.
谢谢您的观看
LiteOS安装
在设备启动后,使用Web浏览器访问LiteOS的Web界面,在“系统管理”选项卡下可以设置节点名称、IP地址、子网掩码等网络参数,还可以设置其他一些系统参数。
LiteOS配置
案例一:安装和配置liteos内核
环境搭建
物联网操作系统LiteOS内核开发与实践 (1)[11页]
![物联网操作系统LiteOS内核开发与实践 (1)[11页]](https://img.taocdn.com/s3/m/2b6b44940c22590102029dc6.png)
内容 导航
CONTENTS
1.1 LiteOS概述 1.2 学习LiteOS
第1章 初识LiteOS
7
1.2、学习LiteOS
学习RTOS的原因
第1章 初识LiteOS
8
进入嵌入式领域,首先接触的往往是单片机编程,一般会选择51单片机来入门。其中 的单片机编程通常指裸机编程,即不加入任何实时操作系统(Real Time Operation System,RTOS)的程序。
利弊:如果是做产品,则好处是可 以快速实现功能,尽快将产品推向市场, 赢得先机;坏处是当程序出现问题的时 候,因用户对RTOS不够了解,会导致调 试困难。
本书将采用一种全新的方法来教读者学 习RTOS,即不是单纯地介绍其中的API如何 使用,而是深入源码、层层叠加、不断完善, 学习LiteOS中的处理思想,让读者在每一个 阶段都能享受到成功的喜悦。在此过程中, 只需要读者具备C语言的基础即可,跟随野 火教程笃定前行,最后定有收获!
1.2、学习LiteOS
选择RTOS的原因
第1章 初识LiteOS
10
虽然市场上的RTOS众多,但它们的内核实现原理相差不多,只需要深入学习其中一款 即可,本书选择了目前国内流行的LiteOS进行学习。以后即便换为其他RTOS,也非常容易 上手。
第1章 初识LiteOS
11
THANKS
第1章 初识LiteOS
1
第1章 初识LiteOS
物联网操作系统LiteOS内核开发与实战
人民邮电出版社
学习 目标
CAPACITY
第1章 初识LiteOS
2
了解LiteOS的基本信息,如版权问题、 收费问题等。
掌握LiteOS的学习方法。
物联网概念实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本次实验旨在让学生深入了解物联网(Internet of Things,IoT)的概念、技术架构、核心组件及其应用场景。
通过实验操作,使学生掌握物联网的基本原理和开发流程,提高学生的动手实践能力和创新意识。
二、实验环境1. 硬件环境:- Raspberry Pi 3- NodeMCU模块- 温湿度传感器(DHT11)- LED灯- USB线- 电源适配器2. 软件环境:- Raspberry Pi操作系统(如Raspbian)- NodeMCU固件- MQTT协议客户端(如MQTT.js)三、实验内容1. 搭建物联网硬件平台(1)将NodeMCU模块连接到Raspberry Pi的GPIO接口。
(2)将温湿度传感器连接到NodeMCU模块的GPIO接口。
(3)将LED灯连接到NodeMCU模块的GPIO接口。
(4)为Raspberry Pi安装NodeMCU固件。
2. 编程实现物联网功能(1)编写NodeMCU代码,读取温湿度传感器的数据。
(2)使用MQTT协议客户端将读取到的数据发送到MQTT服务器。
(3)编写客户端代码,订阅MQTT服务器上的数据,并控制LED灯的亮灭。
3. 实验结果与分析(1)当温湿度传感器检测到温度或湿度超过设定阈值时,LED灯会亮起,提示用户注意。
(2)客户端可以实时接收传感器数据,并根据需求进行相应的处理。
四、实验步骤1. 硬件连接(1)将NodeMCU模块插入Raspberry Pi的GPIO接口。
(2)将温湿度传感器连接到NodeMCU模块的GPIO接口。
(3)将LED灯连接到NodeMCU模块的GPIO接口。
2. 安装NodeMCU固件(1)在Raspberry Pi上安装Raspbian操作系统。
(2)下载NodeMCU固件。
(3)使用`nvm`工具安装NodeMCU固件。
3. 编写NodeMCU代码(1)编写代码读取温湿度传感器数据。
(2)使用MQTT协议客户端将数据发送到MQTT服务器。
物联网操作系统LiteOS内核开发与实践 (10)

指在静态内存池中分配用户初始化时 预设(固定)大小的内存块。 优点:分配和释放效率高,静态内存 池中无碎片。 缺点:只能分配到初始化时预设大小 的内存块,不能按需分配。
静态内 存分配
10.1 内存管理的基本概念
第10章 内存管理
6
LiteOS 提供了多种内存分配算法,默认使用 BestFit(最佳适应算法),所谓“最佳”,是指每次 分配内存时,总是把最合适的内存块分配出去,避免“大材小用”。该分配算法尽可能保留系统中连 续的内存块,减少内存碎片;
第10章 内存管理
8
与静态内存管理相比,动态内 存管理的好处是按需分配,缺 点是消耗的时间较多,且可能 产生内存碎片。
10.2 内存管理的运行机制
第10章 内存管理
9
text段位于Flash中,而data和bss段位于RAM中。系统的内存除了data、bss段所占的空间 及msp栈内存空间外,其余的RAM为系统的内存堆(heap)管理的内存,也就是说它是由 LiteOS去管理的,即动态内存管理。
缺点:是分配算法时间消耗较大。最佳适应算法的时间是不确定的,时间复杂度是 O(n)。
在一般的嵌入式系统中,由于 MCU(Micro Control Unit,微控制单元)不支持虚拟内存,所有的内存都需 要用户参与分配,直接操作物理内存,因此管理的内存大小不会超过物理内存大小。
在嵌入式实时操作系统中,内存管理算法会根据需要存储的数据的长度,在内存中寻找一个合适大小的空 闲内存块,并将数据存储在内存块中。LiteOS 中提供了 TLSF 动态内存管理算法,该算法的时间复杂度是 O(1),是一个固定值。
图10~3 释放内存
10.2 内存管理的运行机制
第10章 内存管理
物联网操作系统AliOS Things探索与实践

0 4
2.8环形缓 冲池 (ring buffer)
0 6
2.10事件 机制 (event)
0 3
2.7互斥机 制(mutex)
0 5
2.9消息队 列(queue)
2.11低功耗 框架(power management)
2.12异步事 件框架 (Yloop)
3.1自组织网络 (uMesh)
4.3资源获取方式
5.2 STM32L496VGTx开
发主板
5.1概述
5.3主板电源部分
5.4程序下载
5.5管脚配置
6.1实践内容与软、 硬件准备
6.2 Rhino内核移植
6.3 UART HAL移植 6.4 Shell相关代码
6. Wi-Fi移植
7.1实践内容与软、 硬件准备
7.3实战代码
7.4实战步骤
7.5实战成果
8.2 uData框架移 植
8.1实践内容与软、 硬件准备
8.3实战代码
8.4实战步骤
8.5实战成果
9.1实践内容与软、 硬件准备
9.2 Flash HAL移 植
9.3 FOTA移植 9.4实战代码
9.5实战步骤
9.6实战成果
10.1实践内容与软、 硬件准备
物联网操作系统AliOS Things探 索与实践
读书笔记模板
01 思维导图
03 目录分析 05 读书笔记
目录
02 内容摘要 04 作者介绍 06 精彩摘录
思维导图
关键字分析思维导图
阿里
网络
组件
现有
队列
第章
消息
实践
物联网
问题 框架
liteos原理

liteos原理
LiteOS是一种轻量级的操作系统,主要用于物联网设备和嵌入式系统。
它的设计理念是高效、简洁和可裁剪,以满足物联网设备对资源有限的要求。
以下是LiteOS的一些原理:
1. 微内核架构:LiteOS采用了微内核设计,将操作系统内核拆分为多个独立的组件,每个组件负责一个特定的功能,通过消息传递进行通信。
这样可以提高系统的可靠性、可扩展性和可维护性。
2. 事件驱动机制:LiteOS使用事件驱动机制来处理任务和中断。
每个任务都是一个事件处理程序,通过等待和触发事件来执行相应的操作。
这种机制可以有效地利用系统资源,并提供响应快速的实时性能。
3. 轻量级调度器:LiteOS具有轻量级的任务调度器,可以根据任务的优先级和调度策略来分配CPU时间片。
它支持多任务并发执行,可以在不同的任务之间进行快速切换,从而实现任务的及时响应和高效运行。
4. 资源管理:LiteOS提供了简单而灵活的资源管理机制,包括内存管理、设备驱动和文件系统等。
它可以根据需求进行资源的动态分配和释放,以最大程度地减少内存占用和资源冲突。
5. 低功耗优化:LiteOS专注于物联网设备的低功耗需求。
它采用了一些省电策略,如睡眠模式、功率管理和时钟控制等,以降低能耗并延长设备的电池寿命。
总体来说,LiteOS通过精简设计和优化算法,使得其具有高效、可靠、可裁剪和低功耗的特性,非常适合于轻量级物联网设备和嵌入式系统的应用。
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• 在创建成功时,返回LOS_OK • 创建失败,根据失败原因返回对应的返回值
4
任务入口函数
• 部分代码解析
• Example01_Task#:任务#的入口函数
• 周期性打印内容并持续占用CPU • 若没有轮询执行,任务将持续占用CPU,其他任务无法执行
static VOID * Example01_Task1(UINT32 uwArg) { const CHAR *pcTaskName = "Task 1 is running\n"; UINT32 i; for (;;) { puts(pcTaskName); for (i = 0; i < TASK_LOOP_COUNT; i++) { // 占用CPU耗时运行 } }
printf("Example_Task1 create Failed!\n"); return LOS_NOK; }
11
任务入口函数
• 期望运行结果
• 两个任务轮流输出不同内容
12
任务优先级抢占
• 实验目标
• 掌握任务优先级的设置 • 理解高优先级任务对低优先级任务的抢占
• 实验内容
• 创建两个不同优先级的任务 • 通过入口函数和参数定义两个任务不同的功能
• 实验内容
• 创建两个同优先级的任务 • 通过入口函数给任务指定不同的功能
3
任务入口函数
• 任务创建函数LOS_TaskCreate
• 创建新任务 • 参数:任务ID TskID
• 在创建成功后会赋值为实际分配到的任务ID
• 参数:任务属性 params
• 定义了任务的各个属性,在下个实验会有详细分析 • 任务属性中可以指定入口函数,即任务实际执行的函数
}
10
任务参数
• 部分代码解析
• 任务创建
• stInitParam定义了任务属性
• 两个任务使用的入口函数相同 • uwArg定义了任务参数,两个任务的参数不同
stInitParam.pfnTaskEntry = Example02_Task; TaskPrio = TASK_DEFAULT_PRIO; stInitParam.pcName = "Task1"; stInitParam.uwStackSize = TASK_STK_SIZE; stInitParam.uwArg = (UINT32)pcTextForTask1; uwRet = LOS_TaskCreate(&s_uwTskID1, &stInitParam); if (uwRet != LOS_OK) {
• 实验内容
• 创建两个同优先级的任务 • 任务使用相同的入口函数 • 任务使用不同的任务参数,输出不同的内容
9
任务参数
• 部分代码解析
• Example02_Task:任务入口函数
• 周期性打印内容并持续占用CPU • 打印的内容由任务参数决定
static VOID * Example02_Task(UINT32 uwArg) { UINT32 i; for (;;) { printf("%s\r\n", (const CHAR *)uwArg); for (i = 0; i < TASK_LOOP_COUNT; i++) { // 占用CPU耗时运行 } }
第12章 Huawei LiteOS 内核实验一
瞿文浩 孔令和 李雪峰
目录
• 任务入口函数 • 任务参数配置 • 任务优先级抢占 • 任务延时 • 任务高优先级打断 • 任务优先级动态调整 • 任务中创建与删除
2
任务入口函数
• 实验目标
• 熟悉任务创建的流程 • 掌握通过入口函数区分任务内容 • 理解同优先级任务的轮询执行
}
5
任务入口函数
• 部分代码解析
• 任务创建
• stInitParam定义了任务属性
• pfnTaskEntry定义了函数入口
• s_uwTskID#在任务创建成功后赋值为任务#的ID
stInitParam.pfnTaskEntry = Example01_Task1; TaskPrio = TASK_DEFAULT_PRIO; stInitParam.pcName = "Task1"; stInitParam.uwStackSize = TASK_STK_SIZE; uwRet = LOS_TaskCreate(&s_uwTskID1, &stInitParam); if (uwRet != LOS_OK) {
13
任务优先级抢占
• 部分代码解析
• 任务创建
• stInitParam定义了任务属性
• 两个任务通过入口函数和参数区分功能 • usTaskPrio定义了任务的优先级,两个任务优先级不同
stInitParam.pfnTaskEntry = Example03_TaskHi; TaskPrio = TASK_PRIO_HI; stInitParam.pcName = "TaskHi"; stInitParam.uwStackSize = TASK_STK_SIZE; stInitParam.uwArg = (UINT32)pcTextForTaskHi; uwRet = LOS_TaskCreate(&s_uwTskHiID, &stInitParam); if (uwRet != LOS_OK) {
UINT32
uwStackSize; /**< Task stack size */
CHAR
*pcName;
/**< Task name */
UINT32
uwResved;
/**< Reserved */
} TSK_INIT实验目标
• 熟悉中各个任务属性的作用 • 掌握任务参数的使用
typedef struct tagTskInitParam
{
TSK_ENTRY_FUNC
pfnTaskEntry; /**< Task entrance function */
UINT16
usTaskPrio; /**< Task priority */
UINT32
uwArg;
/**< Task parameters */
printf("Example_Task1 create Failed!\n"); return LOS_NOK; }
6
任务入口函数
• 期望运行结果
• 两个任务轮流输出
7
任务参数
• 通过结构体TSK_INIT_PARAM_S进行设置
• pfnTaskEntry:任务入口函数 • usTaskPrio:任务优先级 • uwArg:任务参数 • uwStackSize:任务栈大小 • pcName:任务名称