原标题：基于MicroChip ATmega4808的阿里云IOT连接开发套件方案

　　MicroChip（MCHP）的ATmega4808阿里云IOT连接开发套件（简称套件）由功能强大的AVR 8-bit MCU ATmega4808、加密认证IC ATECC608A及经过认证的ATWINC1510 Wi-Fi模块组成；用户简单的操作即可快速连接到阿里云IOT平台。

　　借助该套件用户可快速开发智慧家庭、智慧城市、智慧工厂等相关产品；例如在智慧家庭中通过阿里云平台远程控制洗衣机、探测环境光亮度后智能调节窗帘开合、门磁及求助报警等。

　　硬件上，套件集成温度、亮度传感器、LDE指示灯以及板载调试器；高度集成、即插即用，无需其它部件即可完成IOT连接及应用开发。

　　软件方面，使用免费开发环境Atmel Studio 或MPLAB X IDE进行代码开发，借助Atmel START或MPLAB Code Configurator(MCC)提供的代码等快速开发相关应用,极大的缩短开发周期。

　　采用8-bit MCU极大的优化了成本、降低开发难度，MCHP通过Atmel START提供了阿里云IOT开发源码，用户将代码导入后MPLAB X IDE，根据阿里云IOT平台设备证书信息进行少量的修改后，即可将套件连接到阿里云IOT平台；用户可借助MCC生成MCU外设初始化及操作API函数，无需耗费时间查阅芯片手册通过寄存器操作，缩减了开发周期。

　　经过全面认证（美国、加拿大、欧洲、日本、韩国、中国、印度和台湾均有认证）的ATWINC1510 Wi-Fi模组支持802.11 b/g/n；SOC所需外部元器件非常少；固件包含TCP/IP协议栈，支持TLS v1.2以及Wi-Fi AP和直连等；MCU通过SPI接口连接模组后，代码调用WiFi API函数即可获得无线连接能力，加速IOT产品联网的开发。

　　加密认证器件ATECC608A基于硬件的密钥存储与硬件加密加速器；具备为每一个物联网硬件设备硬件设备创建唯一、信任且受保护的身份，构建完整的信任链的能力。本方案中ATECC608A用于用于存储设备证书信息（包含设备秘钥）、根据Client ID通过和设备密钥HMAC计算获得Password（Client ID包含时间戳,可以保证每次生成的HMAC都不同）；

　　简而言之，使用ATmega4808阿里云IOT连接开发套件可以低成本、快速的开发安全的IOT产品；

　　一、硬件设计

　　设计原文件可以参考附件中的“AVR-IoT_WG_SCH_PCB_DesignFiles(AltiumDesigner格式)”；

　　1) 原图设计

　　方案原理图核心部分如下:

1.1) 连接WiFi模组

　　MCU与wifi模组连接参考如下资料进行设计，使用MCU 8个IO口（4线SPI、EN、RESET、WAKE、IRQ）；

2) 连接ECC608

　　MCU使用IIC总线与ECC608进行连接，注意需要外部上拉电阻；

2) PCB设计

　　2.1) 套件PCB

　　下图分别是套件PCB的走线图、Top视图、Bottom视图；

2) WiFi模块布局要点

　　PCB设计时，按照常规走线进行设计，需要注意的主要是wifi模组的布局，请参考以下图原则进行设计；

　　二、代码设计

　　1) 下载源码

　　打开网址“https://start.atmel.com”，点击“Browse example”；在打开的网页中的“Search”栏中输入“Alibaba”，点选查找的结果激活下载选项，点击“DOWNLOAD SELECTED EXAMPLE”下载源码；

　　点选下载后，服务器开始生成代码，耐心等待一小会，等待生成后，自动下载；

2) 导入及编译源码

　　首导代码前，要确保已经安装MPLAB X IDE（方案编写时版本为：v5.30）及MPLAB® XC8 Compiler，（方案编写时版本为：v2.10，

　　方案中使用的是v2.05)；

　　安装完成后打开IDE，依次选择“File”-->“Import”-->“START MPLAB Project”；

　　在新窗口中，根据要求选择下载的文件的存储路径，并点击“Next”；

选择编译器；

点击菜单栏中的“锤子 ”图标，编译工程；

若操作你没有错误，应能编译成功；

　　3) 修改代码

　　下文操作一定要仔细核对，避免出错导致云平台设备无法上线；

　　3.1) 根据设备证书信息修改代码

　　依据阿里云IOT平台设备证书信息修改文件“AVR_IoT_Alibaba_Cloud_Sensor_NodeHeader Filesconfig

　　IoT_Sensor_Node_config.h”中的如下宏定义：PRODUCT_KEY，DEVICE_NAME，DEVICE_SECRET以及DEVICE_SECRET （将设备证书信

　　息烧录进ECC608）；

3.2) 修改wifi信息

　　根据可连接公网的wifi路由信息修改文件“AVR_IoT_Alibaba_Cloud_Sensor_NodeHeader Filesconfigconf_winc.h”中的

　　CFG_MAIN_WLAN_SSID，CFG_MAIN_WLAN_PSK；建议使用手机热点功能作为wifi路由，路由的SSID及密码不要过于复杂；

4) 编译下载修改后的固件

　　完成以上修改后，点击菜单栏中的“锤子 ”图标，编译修改后的工程，如操作无误应能顺利编译通过；

　　通过USB连接线将开发板连接到电脑，点击菜单栏的“ 编程”图标，下载生成的固件；

　　若顺利应能看到选择工具界面，若未找到开发板，重新启动IDE后重新操作以上步骤；

　　若操作无误，应能顺利下载固件；若需要更新调试器固件，按照提示操作即可；

　　固件烧录成功后，重新给开发板上电；稍等片刻应亮“蓝灯+绿灯”；若红灯亮，检查修改设备证书信息以及WiFi信息是否正确；

　　5) 定制外设代码建议

　　如果用户自己设计PCB并且不使用套件的引脚配置，可在下载源码前通过“Atmel Start”进行外设、引脚及时钟的配置；

6) 部分代码解读

　　为了加速用户应用落地，对源码部分代码进行分析，抛砖引玉；

　　首先从main.c文件中的main函数开始，main函数主要代码如下：

　　application_init();

　　while (1) {

　　runScheduler();

　　}

　　我们这里主要分析application_init()；

　　runScheduler()；这个函数通过定时器机制调度各个"任务”；

　　a) application_init()函数中调用了“wifi_init(wifiConnectionStateChanged, mode)”初始化wifi模组获得联网能力；同时调

　　用“CLOUD_init(attDeviceID)”连接云平台;

　　b) CLOUD_init()函数创建“CLOUD_taskTimer”任务；CLOUD_taskTimer实际是"CLOUD_task”；

c) CLOUD_task调用connectMQTT()；

d) connectMQTT函数调用updateJWT()；

　　e) updateJWT函数中看到使用设备证书信息及HMAC计算

三、主要操作步骤

　　      详细步骤参考附件中的文档“ AVT_IOT_Aliyun_Getting Started (SAC)”；

　　1) 阿里云平台中新建设备并获取设备证书

　　1.1) 登录阿里云IOT平台后新建产品并增加功能；

1.2) 添加设备并获取设备证书；

2) 修改代码并烧录固件

　　参考“代码设计”章节进行操作;

　　3) 设备上线及在线调试

　　3.1) 设备上线

　　登录到阿里云IOT平台，设备状态从“未激活”变为的“在线”；

3.2) 查看运行状态

　　点击“设备”页面“查看”操作后，在新页面中点击“运行状态”，查看设备的运行状态，增加照明等方式改变环境光亮度，此时页面中的“亮度”值应增加；

3.3) 在线调试

　　在“在线调试”页面，“调试功能”选择择“黄灯状态”，“方法”选择“设置”修改值为“0”或 “1”；查看开发板黄灯状态（0对应关，1对应开）；

　　电脑上使用串口调试工具（如putty）,打开开发板对应串口，波特率4800；

4)手机APP

　　该功能最新状体已经下线，若以前的IOT项目仍能继续使用；

场景应用图

产品实体图

展示板照片

方案方块图

核心技术优势

　　1)套件高度集成，主要部件使用8-bit MCU简化开发、全面认证的Wi-Fi模块缩短开发舟曲、安全认证IC增加安全性能；板载调试器及温度、亮度传感器及指示灯，不使用外部器件即可快速开发IOT产品；

　　2)开发快捷，Atmel START提供了套件连接阿里云IOT源码,源码导入免费的开发环境MPLAB X IDE后，少量修改后即可连接到阿里云IOT平台（方案附件提供详细的操作步骤)；若工程师环境具备，操作时间大概30分钟左右；

　　3)高安全，经过全面认证的ATWINC1510 Wi-Fi模组固件支持TLS v1.2，ATECC608A为每一个物联网硬件设备硬件设备创建唯一、信任且受保护的身份，构建完整的信任链。

　　方案规格

　　1)套件尺寸：63.5mm x 25mm；

　　2)主控MCU：ATmega4808，AVR 8bit，20 MHz，48 KB Flash，6 KB SRAM，Core Independent Peripherals；

　　3)Wifi模组：ATWINC1510，802.11 b/g/n，集成闪存，SPI接口，内置硬件WLAN协议和安全加速器(AES和TKIP)，全面认证，掉电模式下的功耗小于4 μA；

　　4)安全认证IC：ATECC608A，硬件支持ECDH、ECDSA、SHA-256、AES-128，I2C接口，安全存储多达16个密钥、证书或数据。