今年3月中，由騰訊TencentOS團隊聯(lián)合恩智浦半導(dǎo)體、安謀科技(Arm China)發(fā)起的線上開發(fā)者活動——TencentOS Tiny AIoT 應(yīng)用創(chuàng)新大賽，評選出了優(yōu)勝獲獎?wù)撸疚慕榻B其中一個獲獎作品。

有關(guān)本次活動的相關(guān)消息，請見：

《i.MX RT1062助力TencentOS Tiny AIoT應(yīng)用創(chuàng)新大賽》

《2021 TencentOS Tiny AIoT應(yīng)用創(chuàng)新大賽開啟報名!》

一、背景介紹傳統(tǒng)的公司會議室預(yù)約管理系統(tǒng)存在諸多問題，如：

部分人員不預(yù)定即使用，系統(tǒng)形同虛設(shè)。

提前結(jié)束會議后，很難準確釋放會議室資源，造成浪費。

會議存在超時后，未及時預(yù)約或被搶先預(yù)約，被后來人打擾，浪費雙方時間。

隨性預(yù)定，實則未使用，實際使用率低。

管理人員難以管理，大量耗費人力管理成本。

難以統(tǒng)計真實使用情況，無法為管理提供有效數(shù)據(jù)。

諸如會議室等隱私場所，不能通過單純的安裝監(jiān)控進行管理，實際管理中卻又想得知是否有人在使用。為解決此類問題，會議室使用小助手橫空出世。

二、項目介紹

本設(shè)備既可以單獨使用，借助騰訊云平臺也可以對接其他會議室管理系統(tǒng)使用，具有以下亮點：

支持人體檢測，判斷范圍內(nèi)有無人員活動

本地運行模型，圖像用完即銷毀，且無法導(dǎo)出，不存在隱私泄露問題

識別數(shù)據(jù)上傳騰訊云，可接入第三方設(shè)備使用

支持騰訊連連小程序查看會議室使用情況與配置設(shè)備

支持定時喚醒識別(可配置開關(guān)，間隔時間)

支持聲音觸發(fā)識別(可配置開關(guān)，聲音采樣時間)

支持外接兩個傳感器或控制器使用(獨立配置，支持設(shè)置觸發(fā)與開關(guān)模式)

低功耗設(shè)計，電池供電(受限于板卡設(shè)計暫不支持)

支持屏幕顯示圖像與識別情況(調(diào)試使用，實際部署沒有屏幕)

三、整體框圖

四、硬件部分4.1 硬件框圖

4.2 硬件組件

4.2.1 TencentOS Tiny AIoT開發(fā)套件

內(nèi)置TencentOS Tiny開源物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)。

核心板采用的i.MX RT1062處理器屬于i.MX RT系列MCU，是由恩智浦推出的跨界處理器，跨界是指該系列MCU的定位既非傳統(tǒng)的微控制器、也非傳統(tǒng)的微處理器，i.MX RT系列MCU則綜合了兩者的優(yōu)勢，既具備高頻率(最高主頻600M)、高處理性能，也具備中斷響應(yīng)迅速、實時性高的特點。

1M RAM 16M SDRAM 64MB qspi flash 128MB spi flash。

板載Type-C接口CMSIS DAP仿真器。

板載PCIE接口，可擴展4G類物聯(lián)網(wǎng)模組。

板載物聯(lián)網(wǎng)俱樂部WAN Interface接口，可支持NB-IoT、WiFi、4G cat1、LoRa等模組。

板載物聯(lián)網(wǎng)俱樂部E53 Interface接口，可擴展全系E53傳感器。

板載標準24P DVP攝像頭接口，可支持最高500萬像素攝像頭。

板載RGB顯示接口，可轉(zhuǎn)換HDMI輸出。

板載高性能音頻解碼芯片，可做語音識別測試。

預(yù)留SD卡、用戶按鍵、SPI Flash。

4.2.2 OV5640

4.2.3 LCD屏幕

4.2.4 ESP8266模組

4.2.5 外部傳感器

(以上器件介紹部分省略，有興趣的讀者可查看原文)

五、軟件部分5.1 代碼邏輯框圖

5.2 代碼組件

5.2.1 TencentOS tiny物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)

TencentOS tiny是騰訊面向物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域開發(fā)的實時操作系統(tǒng)，現(xiàn)已捐贈給開放原子開源基金會進行孵化，具有低功耗，低資源占用，模塊化，安全可靠等特點，可有效提升物聯(lián)網(wǎng)終端產(chǎn)品開發(fā)效率。TencentOS tiny 提供精簡的 RTOS 內(nèi)核，內(nèi)核組件可裁剪可配置，可快速移植到多種主流 MCU (如NXP Arm Cortex-M 全系列)及模組芯片上。而且，基于RTOS內(nèi)核提供了豐富的物聯(lián)網(wǎng)組件，內(nèi)部集成主流物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧(如 CoAP/MQTT/TLS/DTLS/LoRaWAN/NB-IoT 等)，可助力物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備及業(yè)務(wù)快速接入騰訊云物聯(lián)網(wǎng)平臺。

資源占用極少

TencentOS Tiny 內(nèi)核具有超低資源占用的特點，RAM 0.8KB，ROM 1.8KB;在類似煙感和紅外等實際場景下，TencentOS tiny 的資源占用僅為：RAM 2.69KB、ROM 12.38KB。

高效功耗管理框架

完整包含 MCU 和外圍設(shè)備功耗管理，用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)場景選擇可參考的低功耗方案，有效降低設(shè)備耗電，延長設(shè)備壽命。

自動移植工具

TencentOS tiny 提供多種編譯器快速移植指南和移植工具，可實現(xiàn)向新硬件開發(fā)板的一鍵移植，省時省力，有效提升開發(fā)效率。

最后一屏調(diào)試工具

TencentOS tiny 可以自動獲取故障現(xiàn)場信息，并保持在端側(cè)存儲設(shè)備中，觸發(fā)重啟后會自動上傳故障信息，可有效解決遠程物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備故障信息獲取難題，提升故障分析解決效率。

安全分級方案

TencentOS tiny 提供了多個等級的 IoT 安全方案。您可以根據(jù)業(yè)務(wù)場景和成本要求選擇合適的安全解決方案，方便客戶在安全需求和成本控制之間進行有效平衡。

5.2.2 TensorFlow Lite for Microcontrollers

TensorFlow Lite for Microcontrollers 是 TensorFlow Lite 的一個實驗性移植版本，它適用于微控制器和其他一些僅有數(shù)千字節(jié)內(nèi)存的設(shè)備。

適用于微控制器的 TensorFlow Lite 專門用于在微控制器和其他只有幾千字節(jié)內(nèi)存的設(shè)備上運行機器學(xué)習模型。核心運行時可以放入 Arm Cortex M3 上 16 KB 的存儲空間中，并且可以運行許多基本模型。它不需要操作系統(tǒng)支持、任何標準 C/C++ 庫或動態(tài)內(nèi)存分配。

它可以直接在“裸機”上運行，不需要操作系統(tǒng)支持、任何標準 C/C++ 庫和動態(tài)內(nèi)存分配。核心運行時(core runtime)在 Cortex M3 上運行時僅需 16KB，加上足以用來運行語音關(guān)鍵字檢測模型的操作，也只需 22KB 的空間。

功能和組件

C++ API，其運行時(runtime)在 Cortex M3 上僅需 16KB

使用標準的 TensorFlow Lite FlatBuffer 架構(gòu)(schema)

為 Arduino、Keil 和 Mbed 等較為流行的嵌入式開發(fā)平臺預(yù)生成的項目文件

針對多個嵌入式平臺優(yōu)化

演示口語熱詞檢測的示例代碼

5.2.3 其他組件

MQTT、cJSON由TencentOS提供，用于MQTT通信實現(xiàn)，JSON數(shù)據(jù)打包解包。

5.3 任務(wù)代碼實現(xiàn)

5.3.1 主函數(shù)

初始化外設(shè)

初始化任務(wù)

啟動TencentOS

5.3.2 默認任務(wù)

獲取兩個外接傳感器電平狀態(tài)

根據(jù)當前配置選項以及數(shù)據(jù)狀態(tài)確定是否觸發(fā)人體識別

休眠(當前暫未實現(xiàn))

5.3.3 識別任務(wù)

進行攝像頭圖像采集

運行人體識別模型

將識別完成信號傳遞給mqtt數(shù)據(jù)上傳任務(wù)

顯示攝像頭圖像，與人體識別情況，調(diào)試用

5.3.4 mqtt數(shù)據(jù)上傳任務(wù)

與esp8266模塊進行AT通信，進行wifi連接

登錄mqtt服務(wù)器，并訂閱mqtt發(fā)布

根據(jù)識別任務(wù)的信號發(fā)布會議室狀態(tài)消息到騰訊云

5.3.5 mqtt數(shù)據(jù)接受任務(wù)

接受并解析下行的MQTT數(shù)據(jù)

有效解析結(jié)果配置到設(shè)備設(shè)置

5.3.6 聲音采集任務(wù)

進行聲音的采集

確定當前外部聲音狀態(tài)，并將完成信號傳遞給默認任務(wù)

(以上小節(jié)的代碼部分省略，有興趣的讀者可查看原文)

六、服務(wù)器部分6.1 云端

云端采用騰訊云IoT explorer平臺，設(shè)備通過esp8266模塊連接wifi入網(wǎng)。

6.2 客戶端

客戶端騰訊連連微信小程序，開發(fā)使用了標準面板，可以說超級超級簡單了，而且效果還不錯。

七、后記在開發(fā)中感覺TencentOS tiny特點，就是簡單，無論是API的設(shè)計，還是部署的復(fù)雜度上都大大降低，源碼的可讀性也比較高，配套資料也很齊全，新手也能快速憑借文檔入門。

騰訊云IoT explorer平臺可以說是做到一站式開發(fā)，讓我這個沒有接觸過云的新手也能快速上手，而且效果還不錯，進階開發(fā)也提供了相對應(yīng)的接口，挺好的，之后的量產(chǎn)階段并沒有體驗，不過看起來也是十分完善。

這個項目定位就是接入現(xiàn)有的會議室系統(tǒng)，讓整個系統(tǒng)能夠更好的形成閉環(huán)，因此在界面設(shè)計的時候就比較草率，不過好像也能考慮單獨使用啊。

本來也想對手上的項目進一步優(yōu)化，但是無奈年后實在沒時間，只能暫時到此了，后期自行設(shè)計板卡時，會增加電子開關(guān)關(guān)斷外部外設(shè)，追加藍牙通信方式，增加深度休眠功能，充分發(fā)揮MCU低功耗特點，讓設(shè)備也能部署于供電不方便的地方。

原文標題：AIoT應(yīng)用創(chuàng)新大賽獲獎作品精選：基于TencentOS Tiny 的會議室使用小助手

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審核編輯：湯梓紅