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Plano de 1NCE FreeRTOS

1NCE FreeRTOS BluePrint demuestra el uso de varios protocolos de IoT, incluidos CoAP, LwM2M y UDP con conectividad celular. Este repositorio muestra ejemplos que integran el SDK de 1NCE para aprovechar las herramientas del sistema operativo 1NCE, como la autenticación de dispositivos y las funciones de ahorro de energía, utilizando la (Biblioteca Wakaama LWM2M).

Descripción general

Este repositorio proporciona ejemplos de los siguientes protocolos:

• UDP
• CoAP (con/sin DTLS)
• LwM2M con Bootstrap (con/sin DTLS)

Cada demostración incluye una función opcional de ahorro de energía que se puede habilitar para realizar pruebas.

Guía de inicio rápido

La carpeta Binarios contiene archivos binarios prediseñados para aplicaciones de demostración UDP y CoAP.

1. Configure la función de ahorro de energía en 1NCE OS
   Usando esta plantilla.

2. Conecte la placa P-L496G-CELL02
   Cuando se conecta a través de USB, la placa debería aparecer como una unidad de almacenamiento en su computadora.

3. Flashear el binario
   Simplemente arrastre y suelte el archivo binario deseado desde la carpeta Binaries a la unidad de almacenamiento. La placa mostrará automáticamente el binario.

   Nota: Si falla el flasheo, consulte Flasheo usando STM32CubeProgrammer.

4. Ver registros de demostración
   Utilice Serial Monitor en Visual Studio Code para ver los registros de demostración.

Primeros pasos (compilación local)

Requisitos previos

• P-L496G-CELL02 Paquete LTE de celular a nube con MCU STM32L496AG
• Tarjeta SIM 1NCE
• Código VS
• STM32 VS Code Extension v2.0.0 con los requisitos previos mencionados.
• Asegúrese de utilizar CMake versión 3.22 o superior.

Actualización del firmware STLink

Se requiere una actualización del firmware STLink. El complemento STM32 VSCode incluye un botón para esto, pero si no funciona, la actualización se puede iniciar manualmente ejecutando el archivo .bat desde la carpeta STM32 instalada: ST/STM32CubeCLTxx/STLinUpgrade.bat

Actualización del firmware del módem (opcional)

Asegúrese de que su módem BG96 tenga la última versión de firmware. Puede descargar el paquete de actualización de firmware y las instrucciones desde (página X-Cube Cellular de ST) (se recomienda v6.0.0).

Para flashear el módem, la herramienta QFlash ahora se puede descargar desde el sitio web oficial de Quectel: (Descarga QFlash (V7.1))

Muestra de construcción

Para configurar la demostración que desea utilizar, modifique el archivo nce_demo_config.h ubicado en Application/Config/ : (por defecto CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED )

 CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED
CONFIG_UDP_DEMO_ENABLED
CONFIG_LwM2M_DEMO_ENABLED

Demostraciones disponibles

Demostración UDP

1NCE FreeRTOS BluePrint permite a los clientes comunicarse con los puntos finales de 1NCE a través de UDP y utilizar todas las funciones como parte del sistema operativo 1NCE.

• Configure el corredor de demostración en el archivo Application/Config/nce_demo_config.h

 #define CONFIG_UDP_DEMO_ENABLED

• Se pueden configurar los siguientes parámetros:

 #define CONFIG_UDP_DATA_UPLOAD_FREQUENCY_SECONDS    60

Demostración de COAP sin DTLS

1NCE FreeRTOS BluePrint permite a los clientes comunicarse con los puntos finales de 1NCE a través de CoAP y utilizar todas las funciones como parte del sistema operativo 1NCE.

Solicitud COAP POST: En esta Sección se ejecutan los siguientes pasos:

• Regístrese en la Red.

• Realice una resolución DNS.

• Cree un socket y conéctese al servidor

• Crear POST CoAP confirmable con opción de consulta

• Crear interacción con el cliente y analizar la respuesta (ACK)

• Validar la respuesta.

• Configure el corredor de demostración en el archivo Application/Config/nce_demo_config.h

 #define CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED

• Se pueden configurar los siguientes parámetros:

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

CoAP con DTLS

Para el soporte DTLS, el puerto predeterminado es 5684 y define automáticamente ENABLE_DTLS como una definición adicional.

CoAP DTLS realiza 3 tareas principales desde 1NCE IoT C SDK:

• Enviar la solicitud de autenticación del dispositivo
• Obtenga la respuesta
• Procese la Respuesta y proporcione la identidad DTLS y PSK al código de la aplicación.

Demostración de LwM2M

El soporte LWM2M se proporciona mediante la biblioteca Eclipse Wakaama que se comunica con un servidor Leshan LWM2M. Este modo permite que el dispositivo actúe como un cliente LwM2M, lo que facilita la comunicación con un servidor LwM2M para casos de uso como administración de dispositivos, actualizaciones de firmware y recopilación de datos de sensores. De forma predeterminada, el cliente se registra en el servidor 1NCE LwM2M y la comunicación segura se garantiza mediante soporte DTLS opcional.

• Configure el corredor de demostración en el archivo (Application/Config/nce_demo_config.h)

 #define CONFIG_LwM2M_DEMO_ENABLED 

Parámetros de configuración clave de LwM2M

Los siguientes parámetros son críticos para habilitar y personalizar el modo de cliente LwM2M en el blueprint:

• Punto final del servidor LwM2M: el dispositivo se comunica con el servidor 1NCE LwM2M de forma predeterminada.

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

• Modo Cliente LwM2M: actuará como un cliente que se registra y se comunica con un servidor LwM2M. El modo cliente es responsable de enviar solicitudes (por ejemplo, datos del dispositivo o lecturas de sensores) al servidor y manejar los comandos enviados por el servidor.

 #define LWM2M_CLIENT_MODE

• Modo Bootstrap: permite que el dispositivo recupere su configuración, claves de seguridad e información del servidor de un servidor bootstrap si es necesario. Esta característica es útil cuando el dispositivo no tiene la configuración necesaria para registrarse directamente con el servidor LwM2M.

 #define LWM2M_BOOTSTRAP

• Compatibilidad con SenML JSON: esto permite que el dispositivo envíe datos del sensor en formato JSON SenML (lenguaje de marcado de sensores). SenML es una forma estandarizada de representar mediciones de sensores y eventos de dispositivos en formato JSON, lo que facilita su interpretación y procesamiento en el lado del servidor.

 #define LWM2M_SUPPORT_SENML_JSON

• Formato de datos JSON: esto habilita el formato JSON para la comunicación de datos generales, lo que garantiza la compatibilidad con servidores que utilizan JSON para enviar y recibir mensajes.

 #define LWM2M_SUPPORT_JSON

• Formato Little Endian: configura el dispositivo para utilizar el orden de bytes Little Endian. Esto es común en muchos sistemas integrados y microcontroladores, donde el byte menos significativo se almacena o transmite primero.

 #define LWM2M_LITTLE_ENDIAN

• Compatibilidad con TLV (tipo-longitud-valor): permite que el dispositivo utilice la codificación TLV (tipo-longitud-valor), que es un formato binario compacto que se utiliza para representar objetos y valores en la comunicación LwM2M. TLV es particularmente útil para transferir datos de manera eficiente entre dispositivos restringidos y el servidor.

 #define LWM2M_SUPPORT_TLV

• Tamaño de bloque predeterminado de CoAP: establece el tamaño de bloque predeterminado en 1024 bytes para la comunicación CoAP. Al transferir mensajes grandes, se utilizan transferencias por bloques y esta configuración determina el tamaño de cada bloque.

 #define LWM2M_COAP_DEFAULT_BLOCK_SIZE 1024

• Registro de servidor único: esta configuración garantiza que el dispositivo se registre con un solo servidor LwM2M. En la mayoría de los casos, no es necesario registrarse en varios servidores y un único servidor es suficiente para la gestión de dispositivos y el intercambio de datos.

 #define LWM2M_SINGLE_SERVER_REGISTERATION

• Envío de objeto LwM2M: esto define el URI del objeto LwM2M que se enviará al servidor. El URI predeterminado "/3/0" corresponde al objeto de dispositivo LwM2M, que proporciona información esencial del dispositivo, como el fabricante, el número de modelo y la versión de firmware.

 #define LWM2M_OBJECT_SEND "/3/0"

• Agregue el ICCID en el archivo de configuración. Si DTLS está habilitado, también se debe definir el psk de arranque. El PSK se puede configurar durante las pruebas de integración LwM2M a través del Integrador de dispositivos o mediante la API 1NCE.

    #define CONFIG_NCE_ICCID          ""
    #define CONFIG_LWM2M_BOOTSTRAP_PSK    ""

Función de ahorro de energía

La función Energy Saver está disponible para demostraciones de UDP y CoAP. Permite a los usuarios optimizar el consumo de energía del dispositivo cuando se comunican con los puntos finales de 1NCE.

Configuración

Para habilitar la función de ahorro de energía, agregue la siguiente marca en nce_demo_config.h :

 #define CONFIG_NCE_ENERGY_SAVER

Nota: Para utilizar la función de ahorro de energía para demostraciones de UDP y CoAP, asegúrese de que se aplique la plantilla de traducción correcta en el sistema operativo 1NCE. y el protocolo correcto seleccionado y la plantilla utilizada.

Controlador de dispositivo

El Controlador de Dispositivo es una API que le permite interactuar con dispositivos integrados en la API de 1NCE. Puede utilizar esta API para enviar solicitudes a dispositivos y los dispositivos responderán en consecuencia. Para más detalles puedes visitar nuestro DevHub

Enviar una solicitud

Para enviar una solicitud a un dispositivo específico, puede consultar nuestra documentación en 1NCE DevHub

Configuración gratuita de RTOS

Para manejar la solicitud entrante de la API de 1NCE, se necesita la configuración de ciertos parámetros 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 : este es el número de puerto donde su dispositivo escuchará las solicitudes entrantes. Debe coincidir con el parámetro de puerto utilizado en la solicitud.
• NCE_RECEIVE_BUFFER_SIZE_BYTES : este es el tamaño del búfer que se utilizará para recibir los datos entrantes de la API 1NCE.

Nota: C2D (Cloud to Device) es compatible con los tres protocolos: UDP, CoAP y LwM2M. El cliente LwM2M está estrechamente integrado con las solicitudes C2D y para UDP y CoAP también abre un puerto en segundo plano para la comunicación C2D.

Solución de problemas

Firmware del módem y configuración de banda

Si el dispositivo se conecta solo a redes 2G o no puede conectarse en algunas regiones, es posible que deba ajustar la RAT (tecnología de acceso de radio) y la configuración de la banda en 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
**/

Para obtener más detalles sobre la configuración de la banda, consulte el Manual de comandos AT del BG96.

Flasheo usando STM32CubeProgrammer

• Descargue e instale STM32CubeProgrammer.
• Conecte la placa y presione "Conectar" para habilitar ST-Link.
• Seleccione la pestaña "Borrado y programación" a la izquierda.
• Agregue el archivo binario y presione "Iniciar programación".

Configurar el nivel de registro

La detalle de los registros se puede configurar definiendo la macro LIBRARY_LOG_LEVEL en el archivo Core/Inc/iot_config.h . Esta configuración controla el nivel de detalles de registro para fines de depuración y solución de problemas.

Los niveles de registro disponibles para LIBRARY_LOG_LEVEL son:

IOT_LOG_NONE : deshabilita todos los registros. IOT_LOG_ERROR : solo habilita mensajes de error. IOT_LOG_WARN : habilita advertencias y errores. IOT_LOG_INFO : habilita mensajes informativos, advertencias y errores. IOT_LOG_DEBUG : habilita información detallada de depuración, advertencias, errores y mensajes informativos.

Configuración de ejemplo en iot_config.h :

 #define LIBRARY_LOG_LEVEL IOT_LOG_DEBUG

Esta configuración genera toda la información de depuración, que es útil durante el desarrollo o la resolución de problemas.

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