Standard SDK: [RTL8195AM] Google Cloud IoT

Cloud IoT Core 提供全方位管理的整合式服务，可让您以简便安全的方式针对全球各地装置的 IoT 资料进行大规模的连结、管理和撷取作业。 Cloud IoT Core, 结合 Google Cloud IoT platform 的其他服务, 就能够即时搜集、处理、分析或以视觉化方式呈现相关IoT资料来提高运营效率。 将装置的遥测资料传送至 Cloud Pub/Sub 主题来触发 Cloud 应用功能。也可以利用 Cloud Dataflow 进行串流分析或是订阅者进行自订分析。 下列图表总结服务元件与资料流程: Realtek 装置- Ameba 已支援 Google Cloud IoT MQTT Protocol 来连接至 Cloud IoT 与发布遥测资料。

• 准备事项

参考官方网站的引导文件或是下列的教学步骤做设定 Google Cloud IoT 文件 https://cloud.google.com/iot/docs/device_manager_guide?authuser=0 1. 选择或是创建 Cloud Platform 专案 创建一个新的 Cloud Platform 专案或是选择已在专案列表中的专案 Step1: 在 Cloud Platform 介面, 点选 “Project” Step2: 在专案列表中, 选择专案或是点选 Create project Step3: 输入Project name Step4: 点选 Create 记住会在 Device Manager 与 Device 中被使用到的 project_id 2. 启用计费 启用计费来使用 Google Cloud Platform 功能 https://support.google.com/cloud/answer/6293499#enable-billing 3. 启用 Cloud IoT Core API 在 Google Cloud Platform 注册 Google Cloud IoT API 应用程式 选择专案且点选 Continue 点选 Continue 来回到 DASHBOARD 4. 在 Cloud Platform 介面中新增 Cloud Pub/Sub 主题 新增 Cloud Pub/Sub 主题来使用 Pub/Sub 服务 Step 1: 点选 Cloud PUB/SUB 主题的页面并且选择 Enable API Step 2: 建立主题 Step 3: 填写主题名称且点选 CREATE 记住在下面步骤会使用到的 topic name Step 4: 在 Cloud Platform Console 中选择主题且点选页面上方的 PERMISSIONS 按钮。即可开启在右方的 IAM “SHOW INFO PANEL” 编辑器。 Step 5: 新增成员 cloud-iot@system.gserviceaccount.com 的角色为 Pub/Sub Publisher。接着点选 Add。

• 安装 gcloud CLI

Google Cloud SDK 是一套 Cloud Platform 工具用来管理 Google Cloud Platform 中的资源与应用程式。在范例中我们用来注册装置。 1. 安装 Google Cloud SDK 从下方连结下载与安装最新的 Google Cloud SDK。 https://cloud.google.com/sdk/docs/ 2. 更新 gcloud 元件:

$ gcloud components update

3. 安装 beta 元件:

$ gcloud components install beta

如果是使用 Compute Engine VM，gcloud 的预设安装是不会允许升级元件。可以利用下列指令来重新安装 gcloud:

$ sudo apt-get remove google-cloud-sdk
$ curl https://sdk.cloud.google.com | bash
$ exec -l $SHELL
$ gcloud init

• 注册装置

执行 Ameba Google Cloud IoT 范例之前，你需要建立 public/private 金钥与注册处。 这些步骤都基于已经建立好一个叫做my-iot-project 的专案与projects/my-iot-project/topics/device-events 的Cloud Pub/Sub 主题。 (可依需要替换自己的专案名称和 Pub/Sub 主题) 1. 建立装置注册处 注册处是装置的集合。所有装置的遥测资料都会发布至注册处的 Cloud Pub/Sub 主题，并且使用 Cloud Pub/Sub attributes 来区分不同的装置。 执行下列指令来创建一个注册处:

$ gcloud beta iot registries create my-registry 
--project=my-iot-project 
--region=us-central1 
--event-pubsub-topic=projects/my-iot-project/topics/device-events

–project=YOUR_PROJECT_ID: 填入之前的 project_id 记住范例指令中的 registry_id 也就是‘my_registry’。 2. 建立 public/private 金钥 这个步骤示范如何生成 RSA 金钥 当连接至 Cloud IoT Core 时，每部装置透过自己的私密金钥来创建 JWT 使 Cloud IoT Core 利用装置的公开金钥来认证。 执行下列指令来使用 OpenSSL 生成 RSA 金钥:

$ openssl req -x509 -nodes -newkey rsa:2048 -keyout rsa_private.pem \ 
-out rsa_cert.pem -subj "/CN=unused"

现在可以找到两个档案: rsa_private.pem 与 rsa_cert.pem。 3. 建立裝置 执行下列指令来使用 RSA 凭证新增 RS256 认证装置:

$ gcloud beta iot devices create my-rs256-device
--project=my-iot-project
--region=us-central1
--registry=my-registry
--public-key path=rsa_cert.pem,type=rs256

–project=YOUR_PROJECT_ID: 填入之前的 project_id 记住范例指令中的 device_id 也就是 ‘my-rs256-device’。 4. 新增 Cloud Pub/Sub 订阅 创建一个 Cloud Pub/Sub 订阅来接收遥测资料事件:

$ gcloud beta pubsub subscriptions create 
projects/my-iot-project/subscriptions/my-subscription 
--topic projects/my-iot-project/topics/device-events

记住范例指令中的subscription_id 也就是 ‘my-subscription’。

复制 4.0b_patch_google_cloud_iot_nonNDA_(v02)\* patch 档案且取代至 standard SDK sdk-ameba-v4.0b_without_NDA_GCC_V1.0.0\*。 确认所有的 patch 档案皆已复制到 SDK 1. example_google_cloud_iot.c 档案路径为 $sdk\component\common\example\google_cloud_iot\example_google_cloud_iot.c。 请填写下列装置相关资讯。

#define project_id "your_project_id"
#define registry_id "your_registry_id"
#define device_id "your_device_id"
#define count 100
static const unsigned char *private_key = \””

project_id、registry_id 与 device_id 在先前注册装置的步骤已经设定好。 count 是欲发布遥测资料的数目。 private_key 则是 OpenSSL 所生成的内容 rsa_private.pem，并且记得 LINE ENDING。 对于LINE ENDING格式，“应该在每行的开头添加，\ n”\如果该行不是最后一行，则应添加到行尾，并且应该在最后一行的末尾添加\ n“。 以下是显示原始pem键和填充LINE ENDING后的键的示例。 原文如下： 新增完LINE ENDING后: 也可以修改欲发布讯息 payload 中的内容。

• 编译

1. IAR Ameba 同时支援 CMSIS-DAP debugger 与 J-Link 请参考 sdk-ameba-v4.0b_without_NDA\doc\ UM0023 Realtek Ameba-1 build environment setup – iar.pdf 中的 UM0023 来设定 IAR 编译环境。 步骤 1: 利用 micro-USB 连接板子至 PC。需要安装 sdk-ameba-v4.0b_without_NDA\tools\serial_to_usb\ mbedWinSerial_16466. 中的 “serial to USB driver” 。 步骤 2: 打开 IAR Workbench 与 project, 点选 File -> Open -> Workspace, 並且在 sdk-ameba-v4.0b_without_NDA\project\realtek_ameba1_va0_example\EWARM-RELEASE 选择 project.eww 步骤 3: 编译专案并且点选 Project -> Rebuild All 步骤 4: 下载程式码, 点选 Project -> Download -> Download active application 2. GCC 请参考 sdk-ameba-v4.0b_without_NDA_GCC_V1.0.0\doc\ UM0096 Realtek Ameba build environment setup – gcc.pdf 中的 UM0096 来设定 GCC 编译环境。此说明如何在 Windows 与 Linux 平台中GCC 环境下编译 SDK。 示范在 Windows 7 平台使用 Cygwin 来编译 步骤 1: 利用 micro-USB 连接板子至 PC。需要安装 sdk-ameba-v4.0b_without_NDA_GCC_V1.0.0\tools\serial_to_usb\ mbedWinSerial_16466. 中的 “serial to USB driver”。 步骤 2: 打开 Cygwin 终端机, 利用 cd 指令来更换目录至 project\realtek_ameba1_va0_example\GCC-RELEASE

$ cd /cygdrive/SDK_LOCATION/project/realtek_ameba1_va0_example/GCC-RELEASE

步骤 3: 使用 make 指令来编译 project

$ make

如果终端机出现输出讯息 “Image manipulating”, 表示images 成功被编译。 步骤 4: 下载程式码并且复制 project\realtek_ameba1_va0_example\GCC-RELEASE\application\Debug\bin 中的 image 档案ram_all.bin 至 MBED

• 启动装置

利用 AT 指令连接至 Wi-Fi:

ATW0 Network set SSID
ATW1 Network set passphrase
ATW2 Network set Key ID
ATWC Join a network

假设欲连接至 WPA2 模式之 AP，则下列为指令范例:

#ATW0=SSID
#ATW1=passphrase
#ATWC

当 Wi-Fi 连结成功后，范例就会开始: 假设Publishing the payload失败 可采用下列步骤解决问题 1) 在GCP Console中选择Registries页面 2) 在预设主题下将下拉框从’无’更改为我们创建的主题 ex:projects/my-iot-project/topics/device-events 3) 更新

• 验证

一旦 MQTT client 传送资料给 endpoint，Google Cloud SDK 执行下列的指令来读取 Cloud Pub/Sub 主题中的资料:

$ gcloud beta pubsub subscriptions pull --auto-ack \
projects/my-iot-project/subscriptions/my-subscription