Amazon FreeRTOS

Операционная система IoT для микроконтроллеров

Amazon FreeRTOS (a:FreeRTOS) – это операционная система для микроконтроллеров, которая упрощает программирование, развертывание, обеспечение безопасности, подключение небольших маломощных устройств и управление ими. Amazon FreeRTOS расширяет возможности ядра FreeRTOS, популярной операционной системы с открытым исходным кодом для микроконтроллеров, с помощью библиотек программного обеспечения, которые облегчают безопасное подключение небольших устройств с низким энергопотреблением к облачным сервисам AWS, таким как AWS IoT Core, или к более мощным периферийным устройствам, работающим с использованием AWS IoT Greengrass.

Микроконтроллер (MCU) – это однокристальный контроллер, содержащий простой процессор, который используется во многих устройствах, включая бытовую технику, датчики, фитнес-трекеры, приборы промышленной автоматики и автомобили. Многие из этих небольших устройств могут извлечь пользу из подключения к облаку или локального подключения к другим устройствам. Например, интеллектуальные приборы учета электрической энергии должны подключаться к облаку для передачи данных об использовании, а системы безопасности здания должны взаимодействовать локально, чтобы дверь открывалась при предъявлении пропуска на входе. Оснащенные ограниченной вычислительной мощностью и объемом памяти микроконтроллеры обычно выполняют простые функциональные задачи. Микроконтроллеры часто работают под управлением операционных систем, у которых нет встроенных функций для подключения к локальным сетям или облаку, из-за чего работа приложений IoT становится непростой задачей. Amazon FreeRTOS позволяет решить эту проблему и предоставляет как основную операционную систему (для работы периферийных устройств), так и библиотеки программного обеспечения, которые упрощают безопасное подключение к облаку (или другим периферийным устройствам). Таким образом осуществляется сбор данных с этих устройств для приложений IoT и выполнение требуемых действий.

Чтобы начать работу, можно выбрать устройство из каталога устройств от партнеров AWS. Затем можно воспользоваться консолью Amazon FreeRTOS, чтобы загрузить Amazon FreeRTOS для устройства или выполнить загрузку с GitHub. Amazon FreeRTOS имеет открытый исходный код и предоставляется бесплатно. Дополнительные сведения о начале работы см. по ссылке.

Что такое Amazon FreeRTOS?

Преимущества

Расширение возможностей ядра FreeRTOS

Amazon FreeRTOS имеет открытый исходный код и расширяет возможности ядра FreeRTOS – самой популярной операционной системы реального времени для микроконтроллеров. В Amazon FreeRTOS можно пользоваться всеми преимуществами большого количества существующих инструментов, разработанных для ядра FreeRTOS. Если ядро FreeRTOS уже используется на устройствах, можно либо перейти на Amazon FreeRTOS, чтобы воспользоваться всеми преимуществами функциональных возможностей дополнительных библиотек, либо продолжать использовать только ядро операционной системы.
 

Простое программирование, развертывание и управление подключенными маломощными устройствами

Amazon FreeRTOS включает в себя библиотеки программного обеспечения, которые упрощают программирование на устройстве зачастую необходимых возможностей IoT. Некоторые библиотеки из этого числа позволяют настраивать устройства для работы в локальной сети с помощью стандартных вариантов подключения, например Wi-Fi или Ethernet. Также возможно подключение к мобильным устройствам с помощью технологии Bluetooth Low Energy (BLE). (В настоящее время поддержка BLE в Amazon FreeRTOS осуществляется в бета-версии.) Amazon FreeRTOS включает возможность беспроводного обновления (OTA). Она позволяет удаленно устанавливать на устройства новые функциональные возможности или исправления безопасности.
 

Защита данных и безопасное подключение устройств

Amazon FreeRTOS поставляется с библиотеками, которые позволяют обеспечить защиту подключений и данных устройств, при этом они поддерживают шифрование данных и управление ключами. В Amazon FreeRTOS имеется поддержка протокола TLS (TLS v1.2) для безопасного подключения устройств к облаку. Помимо этого Amazon FreeRTOS позволяет подписывать код для его защиты во время развертывания или OTA.
 

Подключение к облаку или локальному периферийному устройству

Устройства Amazon FreeRTOS могут напрямую подключаться к облачным сервисам, таким как AWS IoT Core, к локальным периферийным устройствам, например к устройствам AWS IoT Greengrass, или мобильным устройствам посредством технологии BLE. (В настоящее время поддержка BLE в Amazon FreeRTOS осуществляется в бета-версии.) При подключении устройств Amazon FreeRTOS к устройству IoT Greengrass Core с устройством можно будет продолжать взаимодействовать, даже если оно потеряет связь с облаком.

Широкая аппаратная и технологическая поддержка

Amazon FreeRTOS предлагает гибкие возможности, позволяющие легко создавать решения IoT для разных чипсетов, и поддерживает различные архитектуры. В каталоге устройств от партнеров AWS перечислены устройства IoT, поддерживающие сервис AWS IoT. Для новых устройств можно воспользоваться специальным каталогом оборудования с поддержкой AWS от наших доверенных партнеров APN, чтобы выбрать и приобрести необходимое решение среди широкого спектра микроконтроллеров.

Интеграция с высококачественными инструментами

AWS IoT Device Tester для Amazon FreeRTOS – инструмент автоматизации тестирования микроконтроллеров. С помощью AWS IoT Device Tester можно просто проверить, будет ли Amazon FreeRTOS работать на том или ином устройстве и смогут ли эти устройства взаимодействовать с сервисами AWS IoT. Доступ к инструменту и подробную информацию о нем см. здесь.

Принцип работы

Amazon FreeRTOS предоставляет все необходимое для простого программирования подключенных устройств на базе микроконтроллеров и сбора с них данных для приложений IoT. Чтобы начать работу, выберите микроконтроллер, подходящий для использования с Amazon FreeRTOS, из каталога устройств от партнеров AWS. Затем можно использовать консоль Amazon FreeRTOS или GitHub, чтобы выбрать подходящие библиотеки программного обеспечения для своих устройств и загрузить полную версию операционной системы Amazon FreeRTOS, включая библиотеки, необходимые для устройств и приложений. Для получения дополнительной информации о всех возможных вариантах начала работы нажмите здесь.

После развертывания Amazon FreeRTOS на устройствах их можно безопасно подключать к облачным сервисам, например AWS IoT Core, к локальным периферийным устройствам или мобильным устройствам посредством технологии BLE (поддержка BLE в Amazon FreeRTOS в настоящее время осуществляется в бета‑версии), а затем удаленно обновлять их с использованием возможности OTA.

Как работать с Amazon FreeRTOS

Примеры использования

Промышленные приложения

Клиенты из промышленной отрасли используют устройства на базе микроконтроллеров, которые генерируют данные о критически важных для бизнеса рабочих нагрузках. Благодаря невысокой стоимости, низкому энергопотреблению и возможности выполнения операций в режиме реального времени микроконтроллеры используются в промышленных датчиках, приводах, насосах и компонентах автоматизации. Например, отдельный насос на установке для бурения нефтяных скважин управляется микроконтроллером, который в случае неполадки может полностью прекратить добычу нефти. Amazon FreeRTOS позволяет клиентам из промышленной отрасли посредством прямого подключения к облаку собирать данные о производительности системы и диагностические данные, а также локально выполнять критически важные действия в режиме реального времени с помощью AWS IoT Greengrass для предотвращения незапланированных перебоев в работе.

Потребительские товары

Amazon FreeRTOS может помочь компаниям, выпускающим такие потребительские товары, как бытовая техника, продукты, относящиеся к носимым технологиям, или производителям интеллектуального освещения стандартизировать разработку, доставку и обслуживание устройств на базе микроконтроллеров, относящихся к самым разным продуктам и моделям. Amazon FreeRTOS предоставляет единую операционную систему для микроконтроллеров, которая может поддерживать широкий спектр микроконтроллерного оборудования различной мощности и производительности. Это позволяет компаниям сосредоточиться на внедрении инноваций в продукт, а не заниматься решением сложных задач, связанных с разработкой ПО для нескольких линеек продуктов. Amazon FreeRTOS также предоставляет способ безопасного обновления возможностей существующих потребительских продуктов, находящихся в эксплуатации, с помощью возможности OTA.

Решения B2B

Микроконтроллеры обычно используются в коммерческих устройствах B2B благодаря их низкому энергопотреблению и невысокой стоимости. Например, производители оборудования для обеспечения безопасности все чаще добавляют возможности подключения к устройствам на базе микроконтроллеров, таким как дверные замки для промышленного использования и сенсорные системы. Amazon FreeRTOS позволяет этим компаниям ускорить выпуск новых подключаемых продуктов, упрощая процесс проектирования и разработки. Процесс разработки можно упросить благодаря каталогу устройств от партнеров AWS, который позволяет быстро найти и приобрести микроконтроллеры, подходящие для использования с Amazon FreeRTOS. Производители из этого списка могут безопасно устанавливать исправления на коммерческие дверные замки с помощью возможности OTA.

Клиенты

Логотип Schlage
«Amazon FreeRTOS упрощает для Allegion процесс внедрения новых инновационных функций в наши подключенные продукты, такие как электронные замки Schlage, и позволяет легко перемещаться между разными аппаратными платформами. Мы можем сосредоточиться на наших основных сильных сторонах и разрабатывать инновационные продукты для обеспечения защиты и безопасности, зная, что использование Amazon FreeRTOS позволит выполнить интеграцию надежно и предсказуемо». 
 
– Тодд Грейвз, старший вице-президент Allegion по инженерно-технологическим вопросам

Amazon FreeRTOS позволяет быстро осуществить интеграцию встроенного оборудования с облаком IoT. Новые возможности, добавленные в ядро FreeRTOS, включая функцию беспроводного обновления встроенного ПО с подписанием кода, позволяют использовать только протокол MQTT вместо управления несколькими портами, сокетами и протоколами. Библиотеки Amazon FreeRTOS позволяют сократить начальное время разработки, благодаря чему компания Allegion (Schlage) может сосредоточиться на функциональных возможностях продукта, позволяющих увеличить потребительскую ценность их решений по обеспечению безопасности.


Логотип Hive
«Amazon FreeRTOS – качественный скачок вперед для нашего бизнеса и клиентов. Группы разработчиков теперь могут сосредоточиться на приложении, а не заниматься вопросами подключения, обмена сообщениями или безопасности. Вместо этого они выбирают плату, чип и легко подключаются к AWS IoT».
 
– Себ Чакраборти, технический директор

Компания Centrica Connected Home (Hive) видит в Amazon FreeRTOS средство ускорения циклов разработки продуктов для новых подключенных устройств на базе микроконтроллеров, таких как датчик утечки Hive. По сравнению с технологиями уникального встроенного ПО, которые Centrica Connected Home использовала в своих предыдущих датчиках, применение Amazon FreeRTOS позволяет ускорить время выхода продукта на рынок, учитывая значительное сокращение усилий разработчиков, необходимых для безопасного подключения к AWS IoT, а также времени, необходимого для оценки нескольких чипсетов, поскольку теперь на разных чипсетах может работать один код. Centrica Connected Home также предвидит возможное снижение эксплуатационных расходов за счет использования сервисов AWS Managed Services, например возможности беспроводного обновления (OTA) с подписанием кода.


Логотип Kimberly‑Clark

«В течение почти 150 лет корпорация Kimberly-Clark сочетает прорывные инновации с анализом модели поведения потребителей, чтобы создавать новые блага. ОС Amazon FreeRTOS стала ключевым компонентом, используемым нашими разработчиками для создания интеллектуальных продуктов на основе IoT, которые обеспечивают абсолютно новое качество обслуживания потребителя. Теперь наши специалисты могут сосредоточиться на потребностях пользователей, преобразовывая данные в эффективный продукт, бренд и профильные инновации».

– Джон Боулос, технический стратег, глобальные исследования и разработки

Опираясь на изобретательность, творчество и понимание наиболее важных потребностей пользователей, корпорация Kimberly-Clark стремится создавать продукты, которые помогают окружать людей действительно важными вещами. Широкий спектр брендов, пользующихся всеобщим доверием, включая Huggies, Kleenex, Scott, Kotex, Cottonelle, Poise, Depend, Andrex, Pull-Ups, GoodNites, Intimus, Neve, Plenitud, Viva и WypAll, является неотъемлемой частью повседневной жизни людей в более чем 175 странах. Amazon FreeRTOS позволяет Kimberly‑Clark упрощать инфраструктуру разработки продукта, например в вопросах подключения и обновлений. В результате исследовательские группы могут быстро создавать, тестировать и воспроизводить инновационные инструменты, которые раскрывают истинный потенциал продуктов в отношении производительности и соответствия ожиданиям потребителей.


Логотип Honeywell
«Мы проводили оценку технологий AWS IoT Greengrass и Amazon FreeRTOS в рамках проекта тестирования опытного образца, и за короткое время эти технологии позволили нам безопасно объединить расположенные рядом системы Honeywell в сеть, позволив им взаимодействовать с очень низкой задержкой при отсутствии подключения к Интернету. Эта технология может помочь нам включить сторонние продукты в нашу взаимосвязанную систему. Для нас представляет особый интерес возможность AWS IoT Greengrass выполнять анализ на периферийных устройствах для нескольких примеров использования».
 
– Аравинд Падманабхан, вице-президент по вопросам платформ и инноваций IoT

Honeywell демонстрирует опытный образец, созданный группой инженеров-разработчиков с помощью технологий AWS IoT Greengrass и Amazon FreeRTOS. Этот опытный образец позволил Honeywell быстро создать демонстрационный прототип системы с использованием термостата Lyric T5 Wi-Fi, системы безопасности жилых помещений Honeywell и множества внешних датчиков. Основные преимущества для клиентов включают быстрое создание сети между расположенными рядом устройствами и выполнение анализа на периферийных устройствах. Это решение пока недоступно для коммерческого использования и представляет собой лишь демонстрацию возможностей использования новых сервисов IoT AWS.


Логотип NASA

Роботам, созданным в лаборатории реактивного движения (JPL) NASA, необходимо работать в суровых условиях, а зачастую и на краю известной Вселенной. С помощью периферийных вычислений AWS и Amazon FreeRTOS JPL разработала прототип разнородной роботизированной группировки, в которой используются разные типы роботов для выполнения сложной задачи. Amazon FreeRTOS позволила JPL создать и внедрить разных новых и более мощных миниатюрных роботов намного быстрее, чем раньше, притом на базе оборудования с крайне ограниченными вычислительными ресурсами.

Партнеры, поставляющие оборудование

Партнеры‑технологи и участники сообщества

Публикации в блогах и статьи

Фотография Дирдри Строхан
Дейдре Строган
29 НОЯБРЯ 2017 Г.
 
Фотография Ричарда Кэнга
Ричард Кэнг
28 НОЯБРЯ 2018 Г.

Начать работу с Amazon FreeRTOS

Шаг 1. Зарегистрируйте аккаунт AWS

Зарегистрировать аккаунт AWS

Начать работу очень просто – перейдите в консоль Amazon FreeRTOS.
Шаг 2. Изучите нашу документацию

Изучить нашу документацию

Для получения дополнительной информации ознакомьтесь с документацией по Amazon FreeRTOS.
Шаг 3. Начните разработку с AWS

Начать разработку с AWS

Подробную информацию о возможностях Amazon FreeRTOS можно найти здесь.

Подробнее о возможностях Amazon FreeRTOS

Перейти на страницу с описанием возможностей
Готовы приступить к разработке?
Начать работу с FreeRTOS
Есть вопросы?
Свяжитесь с нами