1、前言
Python轻应用基于MicroPython进行开发，MicroPython 继承了python优美简介的语法，同时提供了便捷的嵌入式硬件操作库。
HaaS100作为阿里云智能IoT推出的一款 IoT开发板，它适配了MicroPython的运行引擎, 提供了各种丰富的硬件操作接口，同时提供阿里云物联网平台和云端AI相关的能力。
使用这块开发板，可以轻松通过Python程序实现硬件控制，云端AI以及云端互通的能力。
更多Python轻应用相关信息可以参考以下链接：
本文要介绍的就是，如何选择最合适的启动方式，进而提高Python轻应用开发效率。
2、效果视频
Python轻应用启动方式
以上视频中展示了两种执行方式:
- 交互式
- 文件执行
接下来就基于这两种方式进行展开说明，让开发者在日常开发中能正确的选择最合适自己的启动方式。
3、环境准备
3.1、硬件
- HaaS100 开发板一块
- 电源一个
- micro usb 一个
- sdcard 一个
3.2、软件
- 最新的HaaS100 开源代码
- 串口工具
4、固件准备
可以按照Python轻应用快速上手中的方式，直接下载固件烧录，也可以自己下载源码，编译后烧录运行。
最终烧录到机器里面的主程序功能如下:
- 注册一个Python 命令
- 依据传入的参数决定进入交互式还是文件方式执行
4.1、代码分析
在下载了HaaS100 最新的开源代码以后 ，进去application/example 目录，可以看到Python轻应用的示例工程:
py_engine_demo这个demo 的入口程序是appdemo.c。这个代码中主要做了两件事情：
- 注册python命令
- 启动python虚拟机
注册python命令
static struct cli_command command = {
.name = "python", /*命令名称*/
.help = "start micropython ", /*命令的帮助描述信息*/
.function = handle_identity_cmd /* 命令的实现函数*/
};
int application_start(int argc, char *argv[])
{
# 调用系统cli命令注册接口
int ret = aos_cli_register_command(&command);
if (ret) {
printf("register micropython command failed \n");
}else{
printf("register micropython command succeed \n");
}
}
启动python虚拟机
int python_main_entry(void *p)
{
//printf("global_argc = %d;global_argv = %p;%s;\n", global_argc, global_argv, __func__);
tick_t sleep_time;
sleep_time = krhino_ms_to_ticks(10); /* 10ms to ticks */
#sleep 10ms 确保新的task 在默认task之后执行
krhino_task_sleep(sleep_time); /* sleep 10ms */
mpy_thread_args* args = (mpy_thread_args*)p;
if (args == NULL)
{
printf("%s:args is illegal\n", __func__);
return -1;
}
# 启动python 虚拟机
mpy_init();
mpy_run(args->argc, args->argv);
# 退出虚拟机，释放内存
free_mpy_thread_args(args);
return 0;
}
static void handle_identity_cmd(char *pwbuf, int blen, int argc, char **argv)
{
//printf("argc = %d;argv = %p; %s;\n", argc, argv, __func__);
# 申请需要传递到新的task 相关信息的内存
mpy_thread_args* args = alloc_mpy_thread_args(argc, argv);
# 启动一个新的task,去执行python命令
aos_task_new("python_main_entry", python_main_entry, (void*)args, 1024*20);
}
4.2、编译
在AliOS Things代码的根目录下，执行如下命令
aos make py_engine_demo@haas100 -c config
aos make编译完成以后，在 out/py_engine_demo@haas100/binary/ 目录，会生成一个 [email protected] , 同时在 platform/mcu/haas1000/release/write_flash_tool/ota_bin/目录会生成一个新的 littlefs.bin文件
4.3、烧录
请参考 Python轻应用快速上手 中 烧录环节。如果是windows 电脑，烧录固件包位于platform/mcu/haas1000/release/ 目录
5、交互式运行
系统开机以后，在串口命令行中输入Python 不带任何参数，默认进入交互式模式。
在这个模式下面可以实时的输入Python 代码执行，并展示执行结果。由于它非常方便，跟人机对话一样，一个输入一个输出，因此这种模式叫friendly_repo ，和friendly_repo 对应还有一个raw_repl。
- friendly_repl
人机对话模式，方便快速调试和编程
退出: ctrl+d
切换: 两次 ctrl+a 进入raw_repl模式
- raw_repl
原生模式，不方便交互，方便进行文件流的传输和执行
切换: ctrb+b 切换到friendly_repl模式
在raw_repl 模式下面，可以通过串口，将文件流直接推送到机器里面执行，这部分本文暂不做介绍。
6、文件执行
文件执行分为两种情况：
- 文件在HaaS设备上
- 文件在电脑（PC）上
6.1、执行HaaS设备上的文件
目前HaaS100文件系统上面，支持将文件放到内置的 /data分区 或者外置的 /sdcard。
data
/data分区上的文件是在编译阶段预制上去的，优点是它会一直存在，缺点是如果更新或者修改，都需要编译或者烧录。 /platform/mcu/haas1000/prebuild/data/ 是data 分区的更目录，通常情况下，这个目录的所有文件都会被编译到littlefs.bin 中，在系统里面 通过 /data/ + 具体路径进行访问。
默认情况下,/data目录包含两个子目录
- /data/lib
python官方库目录，请不要修改
- /data/python
可以执行的python 案例源文件
sdcard
sd卡默认在设备上的路径是 /sdcard。相对于data,它的有点就是不用刷机，并且空间足够大。直接pc上面编辑后保存到sdcard,再插入设备即可(目前不支持热插拔，插入后机器需要重启)
6.2、执行PC上的文件
执行PC上的文件也可以分为两种方法，文件流传输执行以及文件下载执行。由于文件流执行比较复杂，需要一系列的工具支持，所以本文暂时不介绍文件流执行。
文件下载指的是将PC上的文件，下载到设备的data或者sdcard,然后通过Python 执行去执行下载的文件。目前，在HaaS100 设备上，已经支持tftp 功能，所以我们可以通过tftp将文件从PC上下载到设备上，tftp 功能方法使用如下:
- 设备端联网（注意替换ssid 和 密码）
python /data/python/network/ConnectWifi.py "SSID" "PassWord"
连接成功以后，log 中会打印设备端的ip地址
- 设备端启动 tftp server
tftp server start
- pc端和设备端连接同一个局域网，确保 PC可以ping 通 设备 ip
PC端启动tftp 客户端，并通过put 命令将pc 的文件传递到设备端的指定路径(可以通过图形工具或者脚本完成)
以下是一个简单的脚本：send_file.sh
#ip="192.168.1.173"
ip=$1
filename=$2
#filename="test.py"
tftp ${ip} << !
binary
put ${filename} ${ip}:/sdcard/${filename}
quit假设设备端 ip 是: 192.168.1.173, 需要推送到机器的/sdcard的文件是 test.py，在电脑的终端中输入
bash send_file.sh 192.168.1.173 test.py
开发者支持
MicroPython 继承了Python易学易用的特点，同时提供了基于嵌入式硬件的基础库封装，让开发者可以很方便的通过交互式的环境，实时进行嵌入式开发，让嵌入式开发也变得简单方便。
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