輕應用介紹 - 用JavaScript進行嵌入式開發

簡介

輕應用：可執行在輕量級嵌入式裝置上的JavaScript應用（左圖）

輕應用框架：封裝了JavaScript引擎和API介面，用於支援輕應用開發的軟體框架（右圖）

特點

• 輕巧：基於事件驅動的JavaScript輕應用短小精悍，免編譯、免燒錄

• 快速：結合阿里雲物聯網平臺，一鍵完成應用程式碼熱更新

• 簡單：JavaScript API 簡潔易懂，大幅降低IoT嵌入式裝置應用開發門檻

• 相容：輕鬆移植JavaScript生態軟體包，與各類雲端業務渾然一體

執行原理

豐富的元件支援

基礎元件

• 檔案系統 FS

• 系統資訊 SYS

• 鍵值對儲存 KV

• 電源管理 LPM

• 硬體I/O UART/GPIO/I2C/SPI

• 模數/數模轉換 ADC/DAC

• 脈寬調製 PWM

• 定時器 TIMER

• 實時時鐘 RTC

• 看門狗 WDG

• 網路協議 UDP/TCP/HTTP/MQTT

高階元件

• 物聯網平臺連線元件

• 支付元件

• 語音元件

• 感測器服務元件

• 定位服務元件

• 外設驅動庫

• 編碼電機/步進電機/伺服電機/繼電器

• 麥克風/語音錄放模組/揚聲器

• PS2搖桿/電容觸控/按鍵

• TFT彩屏/數碼管/三色燈

• 加速度計/陀螺儀/電子羅盤/氣壓計/磁力計

• 溫溼度/顏色/光照強度

• 更多

檔案結構

一個最精簡的輕應用包由最少兩個檔案組成，必須放在專案資料夾的根目錄

app/
├── app.js        # 業務邏輯入口
└── app.json      # 全域性配置

開發流程

1. 編寫輕應用程式碼

2. 一鍵熱更新

輕應用 vs Native C/C++應用

 

app.js - 輕應用入口檔案

示例程式碼

App({
  onLaunch: function() {
    // 第一次開啟
    console.log('app onLaunch');
  },
  onError: function() {
    // 出現錯誤
    console.log('app onError');
  },
  onExit: function() {
    // 退出輕應用
    console.log('app onExit');
  }
});

 

輕應用入口

App(Object options)

App() 用於註冊輕應用，接受一個 Object 作為屬性，用來配置輕應用的生命週期等。 App() 必須在 app.js 中呼叫，必須呼叫且只能呼叫一次。

 

其中options屬性有：

屬性	型別	描述	觸發時機
onLaunch()	Function	生命週期回撥：監聽輕應用初始化	當輕應用初始化後觸發，全域性只觸發一次
onError()	Function	監聽輕應用錯誤	當輕應用發生js錯誤時觸發
onExit()	Function	生命週期回撥：監聽輕應用退出	當輕應用退出後觸發，全域性只觸發一次

 

生命週期

onLaunch()

輕應用啟動時的hook函式。

onError()

輕應用出現錯誤的hook函式。

onExit()

輕應用退出時的hook函式。

 

app.json - 全域性配置檔案

app.json 用於對輕應用進行全域性配置，設定頁面檔案的路徑、硬體I/O口的配置等。

以下是一個基本配置示例：

{
  "version": "0.0.1",
  "io": {
    "D1": {
      "type": "GPIO",
      "port": 31,
      "dir": "output",
      "pull": "pullup"
    },
    "D2": {
      "type": "GPIO",
      "port": 32,
      "dir": "output",
      "pull": "pullup"
    },
    "D3": {
      "type": "GPIO",
      "port": 33,
      "dir": "output",
      "pull": "pullup"
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG",
  "repl": "enable"
}

完整配置如下：

配置項	型別	是否必填	描述
version	String	否	IoT輕應用版本號
io	Object	是	硬體介面配置
debugLevel	String	否	設定日誌等級，預設為ERROR
repl	String	否	設定repl開關，預設開啟設定為enable,關閉設定為disable

在JS應用程式碼中，通過 appConfig 可以獲取到 app.json 中的內容。

version 配置項

輕應用版本號。

io 配置項

不同的模組/晶片，各個埠和管腳的功能對映可能是不一樣的。

IoT輕應用的配置檔案 app.json 中，可將硬體（晶片）的物理埠對映成為統一的應用層邏輯埠。

這樣對映的好處是在替換不同的硬體或者晶片時，只需要替換 app.json 而不用修改應用程式或裝置程式，從而便於應用的跨平臺執行。

IO配置項中有 typeport 等硬體描述概念，對於每一款硬體（通常是晶片/模組/開發板）該配置檔案均可能不同。

 

語法描述格式定義如下：

{
  "io": {
   "D1":{
      "type":"GPIO",
      "port":12,
      "dir":"output",
      "pull":"pullup"
    },
    "I2C0":{
      "type":"I2C",
      "port":0,
      "mode":"master",
      "addrWidth":7,
      "devAddr":270,
      "freq":100000
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

解釋：

• D1I2C0：定義物件，後面大括號裡面則描述了該物件的型別。 定義後可以在 JS 中直接使用。

• type: 描述了該物件的型別，可以是IoT輕應用支援的硬體擴充套件型別，如 GPIO，I2C，ADC 等。

• port：描述了該物件的埠，這裡需要根據實際硬體連線及晶片的PIN 腳對映關係來填寫。

• dirpull: 是 GPIO 型別特有的，用於描述 GPIO 輸出輸出及上拉下拉，其他如 ADC 型別則有 sampling 取樣頻率這種型別描述。

   

 

外設 type 說明

io配置項的 type 用於描述該物件是什麼硬體埠型別，而每一種type也擁有不同的屬性欄位，如 GPIO 與 ADC 的屬性欄位是不一樣的。

 

GPIO

屬性欄位	資料型別	屬性值	是否必須	欄位說明
port	Number	1	是	配置埠值，埠值跟硬體介面有一一對應關係
dir	String	output	否	配置引腳方向，設定為輸出模式（預設）
		input		配置引腳方向，設定為輸入模式
		irq		配置引腳方向，設定為為中斷模式
		analog		配置引腳方向，設定為模擬 IO 模式
pull	String	pulldown	否	配置引腳電阻，設定為上拉模式（預設）
		pullup		配置引腳電阻，設定為下拉模式
		opendrain		配置引腳電阻，設定為開漏模式
intMode	String	rising	否	配置引腳中斷模式，設定為上升沿觸發
		falling		配置引腳中斷模式，設定為下降沿觸發
		both		配置引腳中斷模式，設定為邊沿觸發（預設）

 

示例

{
  "io": {
    "D3": {
        "type": "GPIO", 
        "port": 22,
        "dir": "output",
        "pull": "pullup"
    },
    "D4": {
        "type": "GPIO",
        "port": 23,
        "dir": "irq",
        "pull": "pullup",
        "intMode": "rising"
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

UART

屬性欄位	資料型別	屬性值	是否必須	欄位說明
port	Number	1	是	配置埠值，這裡跟晶片 datasheet上 的埠對應
dataWidth	Number	5/6/7/8	否	串列埠資料寬度值，預設為 8(bits)
baudRate	Number	9600、115200等	否	串列埠波特率，預設為 115200
stopBits	Number	1/2	否	串列埠停止位，預設為 1
flowControl	String	disable	否	流控設定，預設 disable
		cts
		rts
		rtscts
parity	String	none	否	奇偶校驗設定，預設 none
		odd
		even

 

示例

{
  "io": {
    "UART1":{
      "type":"UART",
      "port":1,
      "dataWidth":3,
      "baudRate":9600,
      "stopBits":1,
      "flowControl":"disable",
      "parity":"none"
    },
    "UART2":{
      "type":"UART",
      "port":2,
      "dataWidth":3,
      "baudRate":115200,
      "stopBits":1,
      "flowControl":"disable",
      "parity":"none"
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

I2C

屬性欄位	資料型別	屬性值	是否必須	欄位說明
port	Number	1	是	配置埠值，這裡跟晶片 datasheet 上的埠對應
addrWidth	Number	7 或 10	否	配置 I2C 匯流排地址寬度，預設 7
freq	Number	100000、400000等	否	配置 I2C 匯流排頻率，預設 300000
mode	String	master 或 slave	否	配置 I2C 匯流排主從模式，預設 master
devAddr	Number	224等	否	配置 I2C 從裝置地址，預設 224

 

示例

{
  "io": {
    "I2C0":{
      "type":"I2C",
      "port":0,
      "mode":"master",
      "addrWidth":7,
      "devAddr":27,
      "freq":100000
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

SPI

屬性欄位	資料型別	屬性值	是否必須	欄位說明
port	Number	1	是	配置埠值，這裡跟晶片 datasheet 上的埠對應
mode	String	master 或 slave	否	配置 SPI 匯流排模式，預設 master
freq	Number	3250000、6500000等	是	配置 SPI 匯流排頻率

 

示例

{
  "io": {
    "SPI1":{
      "type":"SPI",
      "port":1,
      "mode":"master",
      "freq":3250000
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

ADC

屬性欄位	資料型別	屬性值	是否必須	欄位說明
port	Number	1	是	配置埠值，這裡跟晶片 datasheet 上的埠對應
sampling	Number	12000000	否	配置 ADC 取樣率

 

示例

{
  "io": {
    "voltage": {
        "type": "ADC",
      "port": 1,
      "sampling": 12000000
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

DAC

屬性欄位	資料型別	屬性值	是否必須	欄位說明
port	Number	1	是	配置埠值，這裡跟晶片 datasheet 上的埠對應

 

示例

{
  "io": {
    "DAC1": {
      "type": "DAC",
      "port": 1
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

PWM

屬性欄位	資料型別	屬性值	是否必須	欄位說明
port	Number	1	是	配置埠值，這裡跟晶片 datasheet 上的埠對應

 

示例

{
  "io": {
    "PWM1": {
      "type": "PWM",
      "port": 1
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

TIMER

屬性欄位	資料型別	屬性值	是否必須	欄位說明
port	Number	1	是	配置埠值，這裡跟晶片 datasheet 上的埠對應

 

示例

{
  "io": {
    "TIMER1": {
        "type": "TIMER",
      "port": 1
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG"
}

debugLevel

配置除錯日誌等級，分為如下幾個等級，預設為ERROR

 

等級	說明
DEBUG	顯示debug級別的日誌
INFO	顯示info級別的日誌
WARN	顯示warning級別的日誌
ERROR	顯示error級別的日誌
FATAL	顯示fatal級別的日誌

 

repl（互動式解析器）

配置互動式解析器開關，預設開啟。

值	說明
enable	開啟repl功能
disable	關閉repl功能

 

示例

{
  "version": "1.0.0",
  "io": {
    "D1": {
      "type": "GPIO",
      "port": 31,
      "dir": "output",
      "pull": "pullup"
    }
  },
  "debugLevel": "DEBUG",
  "repl": "disable"
}

至此，輕應用概覽、執行週期，詳細配置與操作就介紹完了。各位開發者們可以在HaaS開發板上進行實際開發操作了。謝謝大家