創(chuàng)建安全臨時(shí)QR令牌

?

Header ：聲明編碼對(duì)象是一個(gè) 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(gè)已注冊(cè)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(cè)的聲明名稱、公共聲明名稱和私人聲明名稱。

• iat ：“頒發(fā)于”時(shí)間，以 Unix 時(shí)間表示，頒發(fā)令牌
• jti ：JWT ID 聲明為 JWT 提供了唯一標(biāo)識(shí)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(gè)用 ANSI C 編寫的輕量級(jí) 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(jià)和出色的跨平臺(tái)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(jí)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(duì)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(gè)用 C 語言生成 QR 碼的簡單庫，針對(duì)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(duì)）
• 編譯時(shí)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(qǐng)求事件添加到測(cè)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(qǐng)求

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

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

Azure IoT 門戶中的 QR 請(qǐng)求事件

?

QR 請(qǐng)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(jiǎng)勵(lì)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(jì)。1.54”活動(dòng)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(shí)序控制邏輯、振蕩器、DC-DC。SRAM.LUT、VCOM 和邊框隨每個(gè)面板提供。

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

電子紙 - 引腳符號(hào)說明

?

引腳圖

此表顯示了 eINK click 上的引腳分配如何對(duì)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(shí)，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(shí)。

DC為數(shù)據(jù)/命令控制引腳，DC=0時(shí)寫命令，DC=1時(shí)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(shí)，數(shù)據(jù)將被解釋為數(shù)據(jù)。當(dāng)引腳被拉低時(shí)，數(shù)據(jù)將被解釋為命令。

SCLK 是 SPI 通信時(shí)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(hào)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(shí)，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(dòng) IC 工作時(shí)，驅(qū)動(dòng) IC 會(huì)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(shí)，選擇 4 線 SPI。當(dāng)它為“高”時(shí)，選擇 3 線 SPI（9 位 SPI）。

SPI通信有數(shù)據(jù)傳輸時(shí)序，由CPHA和CPOL組合而成。

• 1. CPOL 決定空閑狀態(tài)下串行同步時(shí)鐘的電平。當(dāng) CPOL = 0 時(shí)，電平為 Low。然而，CPOL對(duì)傳輸影響不大。
• 2、CPHA決定數(shù)據(jù)是在串行同步時(shí)鐘的第一個(gè)時(shí)鐘沿還是第二個(gè)時(shí)鐘沿采集；當(dāng) CPHL = 0 時(shí)，在第一個(gè)時(shí)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(gè)下降沿開始，在一個(gè)時(shí)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(shí)啟動(dòng)新的二維碼之外，我們還可以在它檢測(cè)到用戶何時(shí)使用接近傳感器使用回收容器時(shí)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(cè)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(cè)門何時(shí)完全關(guān)閉或門何時(shí)完全打開。對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我們將使用第一個(gè)替代方案：

檢測(cè)門完全關(guān)閉：當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，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(shí)，將發(fā)送新 QR 的事件，即當(dāng)門再次完全關(guān)閉時(shí)，獎(jiǎng)勵(lì)用戶在使用后關(guān)閉門 :D。

GPIO42 檢測(cè)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

?

?

?