uDevice Center – IoT弹性在线多设备开发平台

背景

IoT的学习与开发是还是比较困难的。对于初学者来说，上手之路就很长：从某宝选购开发板–>等快递–>收到板子–>搞清楚怎么连线–>找个hub把一堆东西接到电脑–>安装开发软件熟悉开发环境。做完这么多事，才能写上第一行代码。选板子接线都是需要一定的硬件专业知识的，这会让很多没有基础的同学直接就放弃了。

同时，对于嵌入式老鸟来说，IoT的开发也引入了新的困难：以前做设备开发一台电脑一个板子就搞定了；现在做IoT智能应用开发，需要要多台设备联网通信，就不太容易开发了。比如一套智能家居的房子几十个设备，放地上贴墙上挂天花板上都有，怎么开发呢？现有开发工具大多都不支持多设备同时开发。用一台电脑开发的话，电脑接成八爪鱼都不够，还需要开十几个界面切来切去，开发效率低下。 多用几台电脑开发的话，coding的时间都用来跑来跑去了，不能专注于解决问题。

IoT开发的痛点在：硬件获取与setup路径太长；开发工具不支持多设备同时开发，也不支持方便可视化的网络应用开发。我们每天都在suffer着这样的问题，遂而开发了uDevice Center – 弹性在线的多设备开发平台 – 来让IoT开发更简单

uDevcie Center介绍

uDevice Center主要采用如下的方式解决了上述问题：

1. 将IoT设备搬到线上，做成IoT的ECS：用户不用买板子不用接线，装个软件就能做IoT的开发了；
2. 提供信息丰富的多设备开发能力：多设备复杂网络开发，made easy！

线上的IoT开发平台 – IoT的ECS

uDevice Center把标准的IoT开发板/设备都搬到了线上，让用户可以像使用ECS服务器一样使用IoT开发板。用户只用装好软件，就可以用在线的开发板/设备开始编程调试了，再也不用买板子连线了。开发路径的简化，可以让程序员们把时间精力都集中在业务逻辑的开发调试上，加速IoT学习与开发的历程。弹性在线平台的优点包括：

• 无需购买连接硬件，上手快
• 无时间地域限制，哪都能做开发
• 丰富可选的开发板型号，用哪种都有
• 弹性增减的开发板数量，用几个都行

此外，对于特定应用场景（如智能家具）的开发，弹性在线的平台可以帮助开发者利用公共资源（如全屋智能实验室）很快速地开始应用的开发验证，降低开发门槛，节省成本。

uDevice Center的系统架构如上图所示，主要由：IoT硬件设备、uDevice Center Infrastructure和用户端AliOS Studio软件三部分构成。系统中的IoT硬件设备是由阿里及其合作伙伴提供的模组/开发板/智能设备/实验室等。uDevice Center Infrastructure平台用标准化的方式屏蔽了不同硬件在固件烧录/调试/传感/控制等方面的接口差异，以统一的方式将这些IoT硬件资源虚拟化，再通过网络提供给广大的开发者使用。用户端AliOS Studio软件为用户提供了友好地使用uDevice Center Infrastructure服务的界面。

此外，uDevice Center是一个开放的平台，可以为想要接入的厂商提供配套软件，帮助厂商将设备（芯片/模组等）快速接入到平台，并推广给开发者使用。

多设备联合开发

uDevice Center与AliOS Studio IDE深度结合，为IoT开发者提供信息丰富的多设备联合开发能力。uDevice Center的使用界面如下图所示：中间窗口显示了连接在线的设备，其中每一个圆点就是一个实际的IoT设备；点’07d’c’上的悬浮窗实时显示了这个设备的状态信息；点与点之间的连线展示了mesh网络连接的情况；右边的窗口是设备‘1d1c’的Shell交互界面。

uDevice Center为用户提供的多设备联合开发功能包括：

• 多设备的代码开发/编译/固件烧录
• 多设备shell命令行交互调试与设备控制
• 实时显示设备的各种状态信息
• 图形化显示设备的（uMesh）连接组网情况

这种信息丰富的多设备联合开发调试，可以加快物联网智能应用的开发与调试。

软件安装步骤

接下来我们将讲解使用uDevice Center进行开发需要安装的软件：

1. 下载Visual Studio Code并安装
2. 安装alios-studio插件：启动Visual Studio Code，并参考下图步骤安装
   
3. 下载安装AliOS Things代码及编译工具链Linux OSX Windows (Optional）

uDevice Center使用

uDevice Center的使用方式很灵活：既可以作为多设备开发调试工具单独使用，也可以作为AliOS Thing集成开发环境的组件来使用。 uDevice Center平台上的设备是使用Access Key进行分配的，使用前请先前请联系AliOS Things团队获取Access Key (Email: aliosthings@service.aliyun.com 或 扫码加入文末的钉钉群)。

目前支持的开发板型号：

    乐鑫-esp32-devkitc (Wifi+Bluetooth)
    庆科-MK3060 (Wifi)
    庆科-EML3047 (LoRA)
    STM-Cortex M0, M3, M4, M7系列

获取开发板资源

uDevice Center平台上的设备是使用Access Key进行分配的，使用前请先邮件联系AliOS Things团队 (Email: aliosthings@service.aliyun.com ) 获取Access Key 。邮件请包含如下信息：

1. 个人信息：姓名 联系方式 公司名（optional）
2. 板子资源需求：型号、数量、使用时长等
3. 简要陈诉用途

作为单独开发调试工具使用

uDevice Center可以作为开发流程中的单独调试工具使用。在这样的流程中，用户可以使用其他工具编辑编译代码，再将产生的固件作为uDevice Center的输入来开发调试设备。单独使用uDevice Center的流程为：
用其它工具编辑代码编译产生.bin –> 用uDevice Center烧录固件–>用uDevice Center调试

下面以庆科MK3060开发板为例，介绍单独使用uDevice Center进行开发调试的流程：
Step 1. 用其他工具编辑代码，并编译产生可以烧录的.bin固件

Step 2. 启动uDevice Center，并输入你的Access Key

Step 3. 熟悉uDevice Center

Step 4. 烧录固件
鼠标右键点击某个空闲MXCHIP3060开发板，选择“Program”将Step 1产生的固件烧录到开发板。Note：请注意核对板子型号，固件烧录到型号不对的板子将无法启动

Step 5. Shell交互调试
鼠标右键点击step 4烧录的MXCHIP3060开发板，选择“Shell”与开发板进行命令行交互

作为AliOS Things的集成开发工具组件使用

作为AliOS Things集成开发工具的一部分使用uDevice Center的典型流程为：
建立AliOS Things工程 –> 编辑并编译源代码 –> 通过uDevice Center烧录/调试设备

下面以庆科MK3060开发板为例，介绍使用uDevice Center进行开发调试的流程：

Step 1. 新建项目，编辑并编译代码

Step 2. 启动uDevice Center: 操作步骤同上

Step 3. 烧录固件
鼠标右键点击某个空闲MXCHIP3060开发板，选择“Program Last Build”将刚才编译固件烧录到开发板。Note：请注意核对板子型号，固件烧录到型号不对的板子将无法启动

Step 4. Shell交互调试: 操作步骤同上

待完善功能点

1. 支持GDB代码级调试
2. 支持更丰富的设备状态显示
3. 丰富硬件的控制功能

总结

uDevice Center是在线的IoT多设备开发调试平台，能方便开发者快速高效地进行IoT云端一体应用的开发、调试和测试等。通过硬件在线与虚拟化，既能让更多的开发新手快速上手学习IoT开发，又能帮助资深开发者快速高效地开发调试IoT应用。

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