?

Header ：聲明編碼對象是一個 JSON Web Token，并且它是使用 HS256 算法簽名的。

{
"alg": "HS256",
"typ": "JWT"
}

Payload /Claim ：我們正在使用兩個已注冊的聲明名稱。在 JWT 的上下文中，聲明可以定義為關(guān)于實(shí)體的聲明，以及關(guān)于令牌本身的附加元數(shù)據(jù)。服務(wù)器可用于正確處理 JSON Web Token 身份驗(yàn)證的聲明和聲明。我們可以提供多種索賠；這些包括已注冊的聲明名稱、公共聲明名稱和私人聲明名稱。

• iat ：“頒發(fā)于”時間，以 Unix 時間表示，頒發(fā)令牌
• jti ：JWT ID 聲明為 JWT 提供了唯一標(biāo)識符

{
"jti": "e2da7773-a7cd-44a0-85d7-43fe0654cb22-7dc54811-5dcb0c70",
"iat": 1573588080
}

https://tools.ietf.org/html/draft-ietf-oauth-json-web-token-32#section-10.1

簽名：數(shù)字簽名或消息驗(yàn)證代碼 (MAC)。

https://tools.ietf.org/html/rfc7515

HMACSHA256(
  base64UrlEncode(header) + "." +
  base64UrlEncode(payload),
  [your-256-bit-secret]
)

保護(hù) JWT 令牌

Azure sphere 不提供 API 來為來自 A7 和/或 M4 子系統(tǒng)的加密函數(shù)調(diào)用獲取硬件支持/加速。所以我們正在使用 wolfSSL 嵌入式 SSL 庫（以前稱為 CyaSSL）

狼SSL

wolfSSL 嵌入式 SSL 庫（以前稱為 CyaSSL）是一個用 ANSI C 編寫的輕量級 SSL/TLS 庫，適用于嵌入式、RTOS 和資源受限環(huán)境——主要是因?yàn)樗捏w積小、速度快和功能集。由于其免版稅定價和出色的跨平臺支持，它也常用于標(biāo)準(zhǔn)操作環(huán)境。wolfSSL 支持當(dāng)前 TLS 1.3 和 DTLS 1.2 級別的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比 OpenSSL 小 20 倍，wolfSSL 由 wolfCrypt 庫提供支持。

https://github.com/wolfSSL/wolfssl/tree/master/IDE/VS-AZURE-SPHERE

鍵控哈希 HMAC

wolfCrypt 目前提供 HMAC 來滿足消息摘要的需要。結(jié)構(gòu) Hmac 位于標(biāo)題“wolfssl/wolfcrypt/hmac.h”中。

HMAC 初始化是用 wc_HmacSetKey() 完成的。對于我們使用 HMAC SHA-256 的項(xiàng)目

標(biāo)頭

{"alg":"HS256","typ":"JWT"}
BASE64     eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9
BASE64URL  eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9

有效載荷

{"sub":"1234567890","name":"John Doe","iat":1516239022}
BASE64  eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ==
BASE64URL  eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ

驗(yàn)證簽名

HMACSHA256(
base64UrlEncode(header) + "." +
base64UrlEncode(payload),
0123456789ABCDEF0123456789ABCDEF )

結(jié)果是：

HMACSHA256(eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ,
0123456789ABCDEF0123456789ABCDEF)

最后：

HEX         A650E04A6412F8B67A06942E513556D35C9BE22FC8EA12D92970AACFB76B6EED
HEX2B64     plDgSmQS+LZ6BpQuUTVW01yb4i/I6hLZKXCqz7drbu0=
B642B64URL  plDgSmQS-LZ6BpQuUTVW01yb4i_I6hLZKXCqz7drbu0

編碼令牌

eyJhbGciOiJIUzI1NiIsInR5cCI6IkpXVCJ9
.eyJzdWIiOiIxMjM0NTY3ODkwIiwibmFtZSI6IkpvaG4gRG9lIiwiaWF0IjoxNTE2MjM5MDIyfQ
.plDgSmQS-LZ6BpQuUTVW01yb4i_I6hLZKXCqz7drbu0

hmac hmac;

byte        key[24];            /*fill key with keying material*/
byte        buffer[2048];   /*fill buffer with data to digest*/
byte        hmacDigest[SHA256_DIGEST_SIZE];
wc_HmacSetKey(&hmac, SHA256, key, sizeof(key));
wc_HmacUpdate(&hmac, buffer, sizeof(buffer));
wc_HmacFinal(&hmac, hmacDigest);

hmacDigest 現(xiàn)在包含緩沖區(qū)中散列數(shù)據(jù)的摘要。

生成二維碼

我們正在使用 Richard Moore QR Code 庫，這是一個用 C 語言生成 QR 碼的簡單庫，針對處理和內(nèi)存受限系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化。

特征：

• 基于堆棧（不需要堆；但如果需要，您可以使用堆）
• 低內(nèi)存占用（相對）
• 編譯時剝離不必要的邏輯
• 麻省理工學(xué)院執(zhí)照；

https://github.com/ricmoo/QRCode

走向云端

實(shí)施步驟

• 創(chuàng)建自定義 IoT Central 應(yīng)用程序
• 創(chuàng)建設(shè)備模板
• 將 QR 請求事件添加到測量選項(xiàng)卡
• 將切換控件添加到“設(shè)置”選項(xiàng)卡：RGB LED 控件、WWAN 和 APP LED 控件
• 將應(yīng)用程序信息添加到屬性選項(xiàng)卡
• 應(yīng)用版本
• 當(dāng)前 SSID
• BSSID
• 當(dāng)前的 Wi-Fi 射頻

資源

https://www.element14.com/community/groups/azuresphere/blog/2019/05/09/avnets-azure-sphere-starter-kit-out-of-box-demo-part-3-of-3

監(jiān)控 Qr 請求

每當(dāng)新的每周 QR 碼異步發(fā)布到 Azure 云時，在構(gòu)建應(yīng)用程序時發(fā)送到 Azure IoT Central 或 Azure IoT Hub。

下圖中看到的點(diǎn)對應(yīng)于按下 A 按鈕后或當(dāng)簧片開關(guān)檢測到從打開到關(guān)閉的步驟時生成 QR 碼的事件。

Azure IoT 門戶中的 QR 請求事件

?

QR 請求事件的詳細(xì)列表視圖

?

我們可以看到帶有生成的 QR ID 的事件的詳細(xì)列表視圖。

編程顯示新消息

新的獎勵或信息消息可以從 IoT Central 編程或完全禁用。

?

獲取設(shè)備信息

特性

Key               Value
userLedRed        true | false    enables/disables the red LED of the user RGB LED
userLedGreen      true | false    enables/disables the green LED of the user RGB LED
userLedBlue       true | false    enables/disables the blue LED of the user RGB LED
appLed            true | false    enables/disables the application LED
wifiLed           true | false    enables/disables the WI-FI LED

集成電子紙顯示

Waveshare 1.54inch e-Paper V2概述

1.54英寸電子紙V2是一款有源矩陣電泳顯示器（AMEPD），具有接口和參考系統(tǒng)設(shè)計。1.54”活動區(qū)包含200×200像素，具有1位黑白全顯示能力。集成電路包含柵極緩沖器、源極緩沖器、接口、時序控制邏輯、振蕩器、DC-DC。SRAM.LUT、VCOM 和邊框隨每個面板提供。

https://www.waveshare.com/wiki/1.54inch_e-Paper_Module

電子紙 - 引腳符號說明

?

引腳圖

此表顯示了 eINK click 上的引腳分配如何對應(yīng)于 mikroBUS? 插座上的引腳分配（后者顯示在中間的兩列中）。

引腳圖

?

單擊 Socket #1 引腳分配

AVNET KIT 點(diǎn)擊套接字#| 引出線

?

源代碼引腳定義

#define AVT_MODULE_GPIO31_SCLK1_TXD1 (GPIO_Id)31
#define AVT_MODULE_GPIO32_MOSI1_RTS1_CLK1 (GPIO_Id)32
#define AVT_MODULE_GPIO33_MISO1_RXD1_DATA1 (GPIO_Id)33
#define AVT_MODULE_GPIO34_CSA1_CTS1 (GPIO_Id)34
#define EPAPER_DC (GPIO_Id)0
#define EPAPER_BUSY (GPIO_Id)2
#define EPAPER_RESET (GPIO_Id)16
#define EPAPER_SCLK AVT_MODULE_GPIO31_SCLK1_TXD1
#define EPAPER_MOSI AVT_MODULE_GPIO32_MOSI1_RTS1_CLK1
#define EPAPER_CS AVT_MODULE_GPIO34_CSA1_CTS1

通訊協(xié)議

SPI接口

?

與傳統(tǒng)的SPI協(xié)議不同，從機(jī)到主機(jī)的數(shù)據(jù)線是隱藏的，因?yàn)樵O(shè)備只有顯示需求。

CS為slave片選，當(dāng)CS為低電平時，芯片使能。(CS#) 是連接到 MCU 的片選輸入。該芯片啟用 MCU 通信：僅當(dāng) CS# 被拉低時。

DC為數(shù)據(jù)/命令控制引腳，DC=0時寫命令，DC=1時寫數(shù)據(jù)。(D/C#) 是連接到 MCU 的數(shù)據(jù)/命令控制引腳。當(dāng)引腳被拉高時，數(shù)據(jù)將被解釋為數(shù)據(jù)。當(dāng)引腳被拉低時，數(shù)據(jù)將被解釋為命令。

SCLK 是 SPI 通信時鐘。

SDIN是SPI通信中主機(jī)到從機(jī)的數(shù)據(jù)線。

(RES#)為復(fù)位信號輸入。復(fù)位為低電平有效。注 1.5-4：此引腳（BUSY）為忙狀態(tài)輸出引腳。當(dāng) Busy 為高電平時，芯片的運(yùn)行不應(yīng)中斷，也不應(yīng)向模塊發(fā)出任何命令。當(dāng)驅(qū)動 IC 工作時，驅(qū)動 IC 會將 Busy 引腳置為高電平，例如： - 輸出顯示波形；或 - 與數(shù)字溫度通信。

(BS1) 用于 3 線 SPI 或 4 線 SPI 選擇。當(dāng)它為“低”時，選擇 4 線 SPI。當(dāng)它為“高”時，選擇 3 線 SPI（9 位 SPI）。

SPI通信有數(shù)據(jù)傳輸時序，由CPHA和CPOL組合而成。

• 1. CPOL 決定空閑狀態(tài)下串行同步時鐘的電平。當(dāng) CPOL = 0 時，電平為 Low。然而，CPOL對傳輸影響不大。
• 2、CPHA決定數(shù)據(jù)是在串行同步時鐘的第一個時鐘沿還是第二個時鐘沿采集；當(dāng) CPHL = 0 時，在第一個時鐘邊沿收集數(shù)據(jù)。

SPI有4種通信模式。常用SPI0，其中CPHL=0，CPOL=0。

數(shù)據(jù)傳輸在SCLK的第一個下降沿開始，在一個時鐘周期內(nèi)傳輸8位數(shù)據(jù)。這里使用SPI0，數(shù)據(jù)按位傳輸，MSB在前。

感知用戶

除了在按下按鈕時啟動新的二維碼之外，我們還可以在它檢測到用戶何時使用接近傳感器使用回收容器時激活它。

#define AVT_MODULE_GPIO42_ADC1	MT3620_GPIO42
#define AVT_SK_CM1_AN AVT_MODULE_GPIO42_ADC1
#define PROXIMITY_GPIO AVT_SK_CM1_AN

我們使用干簧管和磁鐵來檢測用戶是否打開了容器門。

我們將使用的簧片開關(guān)是常開的。我們有兩種選擇來檢測門何時完全關(guān)閉或門何時完全打開。對于這個項(xiàng)目，我們將使用第一個替代方案：

檢測門完全關(guān)閉：當(dāng)門關(guān)閉時，磁鐵使干簧管閉合，并一直處于該狀態(tài)，直到門被打開。我們將干簧管接地，然后通過 4.7K 拉高 GPIO 引腳 42。在關(guān)閉狀態(tài)下將讀取低。當(dāng)從高到低時，將發(fā)送新 QR 的事件，即當(dāng)門再次完全關(guān)閉時，獎勵用戶在使用后關(guān)閉門 :D。

GPIO42 檢測關(guān)門

?

?

垃圾回收箱內(nèi)的干簧管和磁鐵

?

?

開發(fā)工具

驗(yàn)證二維碼

從帶有 QR 掃描儀的 Android 設(shè)備：

從 Android 設(shè)備驗(yàn)證二維碼

?

驗(yàn)證 JWT

使用 JWT 調(diào)試器驗(yàn)證簽名：https ://jwt.io/#debugger

JWT調(diào)試器

?

?

?