blueprint freertos

مخطط 1NCE FreeRTOS

يوضح برنامج 1NCE FreeRTOS BluePrint استخدام بروتوكولات إنترنت الأشياء المختلفة بما في ذلك CoAP وLwM2M وUDP مع الاتصال الخلوي. يعرض هذا المستودع أمثلة على دمج 1NCE SDK للاستفادة من أدوات نظام التشغيل 1NCE، مثل مصادقة الجهاز وميزات توفير الطاقة، باستخدام (مكتبة Wakaama LWM2M).

ملخص

يوفر هذا المستودع أمثلة على البروتوكولات التالية:

• UDP
• CoAP (مع/بدون DTLS)
• LwM2M مع Bootstrap (مع/بدون DTLS)

يتضمن كل عرض توضيحي ميزة توفير الطاقة الاختيارية التي يمكن تمكينها للاختبار.

دليل البدء السريع

يحتوي مجلد الثنائيات على ثنائيات معدة مسبقًا لتطبيقات UDP وCoAP التجريبية.

1. قم بتكوين ميزة توفير الطاقة في نظام التشغيل 1NCE
   باستخدام هذا القالب.

2. قم بتوصيل لوحة P-L496G-CELL02
   عند الاتصال عبر USB، يجب أن تظهر اللوحة كمحرك تخزين على جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

3. فلاش الثنائي
   ما عليك سوى سحب وإسقاط الملف الثنائي المطلوب من مجلد Binaries على محرك التخزين. ستقوم اللوحة تلقائيًا بوميض الملف الثنائي.

   ملاحظة: في حالة فشل الوميض، راجع الوميض باستخدام STM32CubeProgrammer.

4. عرض السجلات التجريبية
   استخدم Serial Monitor في Visual Studio Code لعرض السجلات التجريبية.

البدء (البناء المحلي)

المتطلبات الأساسية

• حزمة P-L496G-CELL02 LTE الخلوية إلى السحابية مع STM32L496AG MCU
• بطاقة SIM 1NCE
• VSCode
• ملحق كود STM32 VS v2.0.0 مع المتطلبات الأساسية المذكورة.
• تأكد من استخدام الإصدار 3.22 من CMake أو أعلى.

ترقية البرامج الثابتة STLink

يلزم ترقية البرنامج الثابت لـ STLink. يتضمن المكون الإضافي STM32 VSCode زرًا لهذا، ولكن إذا لم يعمل، فيمكن بدء الترقية يدويًا عن طريق تشغيل ملف .bat من مجلد STM32 المثبت: ST/STM32CubeCLTxx/STLinUpgrade.bat

تحديث البرنامج الثابت للمودم (اختياري)

يرجى التأكد من أن مودم BG96 الخاص بك يحتوي على أحدث إصدار من البرامج الثابتة. يمكنك تنزيل حزمة تحديث البرنامج الثابت والتعليمات من (صفحة ST's X-Cube Cellular) (يوصى بالإصدار 6.0.0).

لتفليش المودم، يمكن الآن تنزيل أداة QFlash من موقع Quectel الرسمي: (تنزيل QFlash (V7.1))

نموذج البناء

لتكوين العرض التوضيحي الذي ترغب في استخدامه، قم بتعديل ملف nce_demo_config.h الموجود في Application/Config/ : (افتراضيًا CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED )

 CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED
CONFIG_UDP_DEMO_ENABLED
CONFIG_LwM2M_DEMO_ENABLED

العروض التوضيحية المتاحة

عرض UDP

يتيح 1NCE FreeRTOS BluePrint للعملاء التواصل مع نقاط نهاية 1NCE عبر UDP واستخدام جميع الميزات كجزء من نظام التشغيل 1NCE.

• قم بإعداد مشغل العرض التوضيحي في الملف Application/Config/nce_demo_config.h

 #define CONFIG_UDP_DEMO_ENABLED

• يمكن تكوين المعلمات التالية:

 #define CONFIG_UDP_DATA_UPLOAD_FREQUENCY_SECONDS    60

عرض COAP بدون DTLS

يتيح 1NCE FreeRTOS BluePrint للعملاء التواصل مع نقاط نهاية 1NCE عبر CoAP واستخدام جميع الميزات كجزء من نظام التشغيل 1NCE.

طلب COAP POST: في هذا القسم، يتم تنفيذ الخطوات التالية:

• سجل في الشبكة.

• تنفيذ قرار DNS.

• إنشاء مأخذ توصيل والاتصال بالخادم

• إنشاء منشور CoAP قابل للتأكيد مع خيار الاستعلام

• إنشاء تفاعل العميل وتحليل الاستجابة (ACK)

• التحقق من صحة الرد.

• قم بإعداد مشغل العرض التوضيحي في الملف Application/Config/nce_demo_config.h

 #define CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED

• يمكن تكوين المعلمات التالية:

    #define CONFIG_COAP_URI_QUERY                        "t=test"
    #define CONFIG_COAP_DATA_UPLOAD_FREQUENCY_SECONDS    60
    #define CONFIG_NCE_ENERGY_SAVER 

CoAPs مع DTLS

بالنسبة لدعم DTLS، يكون المنفذ الافتراضي هو 5684 ويقوم تلقائيًا بتعريف ENABLE_DTLS كتعريف إضافي

ينفذ CoAP DTLS 3 مهام رئيسية من 1NCE IoT C SDK:

• أرسل طلب مصادقة الجهاز
• احصل على الرد
• قم بمعالجة الاستجابة وإعطاء هوية DTLS وPSK لرمز التطبيق.

عرض LwM2M

يتم توفير دعم LWM2M باستخدام مكتبة Eclipse Wakaama التي تتواصل مع خادم Leshan LWM2M. يسمح هذا الوضع للجهاز بالعمل كعميل LwM2M، مما يسهل الاتصال بخادم LwM2M لحالات الاستخدام مثل إدارة الجهاز وتحديثات البرامج الثابتة وجمع بيانات المستشعر. افتراضيًا، يقوم العميل بالتسجيل مع خادم 1NCE LwM2M، ويتم ضمان الاتصال الآمن عبر دعم DTLS الاختياري.

• قم بإعداد مشغل العرض التوضيحي في الملف (Application/Config/nce_demo_config.h)

 #define CONFIG_LwM2M_DEMO_ENABLED 

معلمات تكوين مفتاح LwM2M

تعتبر المعلمات التالية ضرورية لتمكين وتخصيص وضع العميل LwM2M في المخطط:

• نقطة نهاية خادم LwM2M: يتصل الجهاز بخادم 1NCE LwM2M بشكل افتراضي.

 #define LWM2M_ENDPOINT "lwm2m.os.1nce.com"

• وضع عميل LwM2M: سيكون بمثابة عميل يسجل ويتواصل مع خادم LwM2M. يكون وضع العميل مسؤولاً عن إرسال الطلبات (على سبيل المثال، بيانات الجهاز أو قراءات المستشعر) إلى الخادم ومعالجة الأوامر التي يرسلها الخادم.

 #define LWM2M_CLIENT_MODE

• وضع Bootstrap: يسمح للجهاز باسترداد التكوين ومفاتيح الأمان ومعلومات الخادم من خادم bootstrap إذا لزم الأمر. تكون هذه الميزة مفيدة عندما لا يحتوي الجهاز على التكوين المطلوب للتسجيل مباشرةً في خادم LwM2M.

 #define LWM2M_BOOTSTRAP

• دعم SenML JSON: يتيح ذلك للجهاز إرسال بيانات المستشعر بتنسيق SenML (لغة ترميز المستشعر) JSON. SenML هي طريقة موحدة لتمثيل قياسات المستشعر وأحداث الجهاز بتنسيق JSON، مما يسهل تفسيرها ومعالجتها على جانب الخادم.

 #define LWM2M_SUPPORT_SENML_JSON

• تنسيق بيانات JSON: يؤدي هذا إلى تمكين تنسيق JSON لاتصالات البيانات العامة، مما يضمن التوافق مع الخوادم التي تستخدم JSON لإرسال واستقبال الرسائل.

 #define LWM2M_SUPPORT_JSON

• تنسيق Endian الصغير: يقوم بتكوين الجهاز لاستخدام ترتيب بايت Endian الصغير. وهذا أمر شائع في العديد من الأنظمة المدمجة ووحدات التحكم الدقيقة، حيث يتم تخزين البايت الأقل أهمية أو نقله أولاً.

 #define LWM2M_LITTLE_ENDIAN

• دعم TLV (طول النوع-القيمة): يمكّن الجهاز من استخدام تشفير TLV (طول النوع-القيمة)، وهو تنسيق ثنائي مضغوط يستخدم لتمثيل الكائنات والقيم في اتصال LwM2M. يعد TLV مفيدًا بشكل خاص لنقل البيانات بكفاءة بين الأجهزة المقيدة والخادم.

 #define LWM2M_SUPPORT_TLV

• CoAP Default Block Size: يضبط حجم الكتلة الافتراضي على 1024 بايت لاتصالات CoAP. عند نقل الرسائل الكبيرة، يتم استخدام عمليات النقل على مستوى الكتلة، ويحدد هذا التكوين حجم كل كتلة.

 #define LWM2M_COAP_DEFAULT_BLOCK_SIZE 1024

• تسجيل خادم واحد: يضمن هذا التكوين تسجيل الجهاز بخادم LwM2M واحد فقط. في معظم الحالات، يكون التسجيل في خوادم متعددة غير ضروري، ويكفي خادم واحد لإدارة الجهاز وتبادل البيانات.

 #define LWM2M_SINGLE_SERVER_REGISTERATION

• إرسال كائن LwM2M: يحدد هذا معرف URI لكائن LwM2M الذي سيتم إرساله إلى الخادم. يتوافق URI الافتراضي "/3/0" مع كائن جهاز LwM2M، الذي يوفر معلومات الجهاز الأساسية، مثل الشركة المصنعة ورقم الطراز وإصدار البرنامج الثابت.

 #define LWM2M_OBJECT_SEND "/3/0"

• الرجاء إضافة ICCID في ملف التكوين. إذا تم تمكين DTLS، فيجب أيضًا تعريف bootstrap psk. يمكن ضبط PSK أثناء اختبار تكامل LwM2M عبر Device Integrator أو من خلال 1NCE API.

    #define CONFIG_NCE_ICCID          ""
    #define CONFIG_LWM2M_BOOTSTRAP_PSK    ""

خاصية توفير الطاقة

تتوفر ميزة توفير الطاقة لكل من العروض التوضيحية لـ UDP وCoAP. فهو يسمح للمستخدمين بتحسين استهلاك طاقة الجهاز عند الاتصال بنقاط نهاية 1NCE.

إعدادات

لتمكين ميزة توفير الطاقة، قم بإضافة العلامة التالية في nce_demo_config.h :

 #define CONFIG_NCE_ENERGY_SAVER

ملاحظة: لاستخدام ميزة توفير الطاقة للعروض التوضيحية لـ UDP وCoAP، تأكد من تطبيق قالب الترجمة الصحيح في نظام التشغيل 1NCE. والبروتوكول الصحيح المحدد والقالب المستخدم.

وحدة تحكم الجهاز

وحدة التحكم في الجهاز عبارة عن واجهة برمجة تطبيقات تتيح لك التفاعل مع الأجهزة المدمجة في واجهة برمجة تطبيقات 1NCE. يمكنك استخدام واجهة برمجة التطبيقات هذه لإرسال الطلبات إلى الأجهزة، وستستجيب الأجهزة وفقًا لذلك. لمزيد من التفاصيل، يمكنك زيارة DevHub الخاص بنا

إرسال الطلب

لإرسال طلب إلى جهاز معين، يمكنك الرجوع إلى وثائقنا في 1NCE DevHub

تكوين FreeRTOS

للتعامل مع الطلب الوارد من واجهة برمجة تطبيقات 1NCE، يلزم تكوين معلمات معينة Application/Config/nce_demo_config.h

 /* C2D Parameters */
/* This port is used for both UDP and CoAP communication. */
#define NCE_RECV_PORT 3000
#define NCE_RECEIVE_BUFFER_SIZE_BYTES 200

• NCE_RECV_PORT : هذا هو رقم المنفذ الذي سيستمع فيه جهازك للطلبات الواردة. يجب أن يتطابق مع معلمة المنفذ المستخدمة في الطلب.
• NCE_RECEIVE_BUFFER_SIZE_BYTES : هذا هو حجم المخزن المؤقت الذي سيتم استخدامه لتلقي البيانات الواردة من واجهة برمجة تطبيقات 1NCE.

ملاحظة: يتم دعم C2D (من السحابة إلى الجهاز) لجميع البروتوكولات الثلاثة: UDP وCoAP وLwM2M. تم دمج عميل LwM2M بإحكام مع طلبات C2D، وبالنسبة لـ UDP وCoAP، يتم أيضًا فتح منفذ الخلفية للاتصال C2D.

استكشاف الأخطاء وإصلاحها

البرامج الثابتة للمودم وتكوين النطاق

إذا كان الجهاز يتصل بشبكات 2G فقط أو كان غير قادر على الاتصال في بعض المناطق، فقد تحتاج إلى ضبط RAT (تقنية الوصول إلى الراديو) وإعدادات النطاق في Application/Config/nce_demo_config.h :

 #define CELLULAR_CONFIG_DEFAULT_RAT 8  // Example for CAT M1
#define CELLULAR_CONFIG_DEFAULT_RAT_2 0 // Example for GSM
#define CELLULAR_CONFIG_DEFAULT_RAT_3 9 // Example for NBIOT
#define CUSTOM_BAND_BG96 "AT+QCFG="band",F,80004,80008"  // Example for Germany CATM1

// Values 
/**
*  The GSM RATs network      0
*  The CAT M1 RATs network   8
*  The NBIOT RATs network    9
**/

لمزيد من التفاصيل حول إعدادات النطاق، راجع دليل أوامر BG96 AT.

التفليش باستخدام STM32CubeProgrammer

• قم بتنزيل وتثبيت STM32CubeProgrammer.
• قم بتوصيل اللوحة واضغط على "Connect" لتمكين ST-Link.
• حدد علامة التبويب "المسح والبرمجة" على اليسار.
• أضف الملف الثنائي واضغط على "بدء البرمجة".

تكوين مستوى السجل

يمكن تعيين إسهاب السجلات عن طريق تعريف الماكرو LIBRARY_LOG_LEVEL في الملف Core/Inc/iot_config.h . يتحكم هذا الإعداد في مستوى تفاصيل التسجيل لأغراض تصحيح الأخطاء واستكشاف الأخطاء وإصلاحها.

مستويات السجل المتوفرة لـ LIBRARY_LOG_LEVEL هي:

IOT_LOG_NONE : تعطيل كافة عمليات التسجيل. IOT_LOG_ERROR : تمكين رسائل الخطأ فقط. IOT_LOG_WARN : تمكين التحذيرات والأخطاء. IOT_LOG_INFO : تمكين الرسائل الإعلامية والتحذيرات والأخطاء. IOT_LOG_DEBUG : تمكين معلومات التصحيح التفصيلية والتحذيرات والأخطاء والرسائل الإعلامية.

تكوين المثال في iot_config.h :

 #define LIBRARY_LOG_LEVEL IOT_LOG_DEBUG

يقوم هذا التكوين بإخراج كافة معلومات التصحيح، وهو أمر مفيد أثناء التطوير أو استكشاف الأخطاء وإصلاحها.

طلب المساعدة

التواصل الأكثر فعالية مع فريقنا هو من خلال GitHub. ما عليك سوى إنشاء عدد جديد والاختيار من بين مجموعة من القوالب التي تغطي تقارير الأخطاء أو طلبات الميزات أو مشكلات التوثيق أو الأسئلة العامة.