blueprint freertos

พิมพ์เขียว 1NCE FreeRTOS

1NCE FreeRTOS BluePrint สาธิตการใช้งานโปรโตคอล IoT ต่างๆ รวมถึง CoAP, LwM2M และ UDP พร้อมการเชื่อมต่อเซลลูลาร์ พื้นที่เก็บข้อมูลนี้แสดงตัวอย่างที่ผสานรวม 1NCE SDK เพื่อใช้ประโยชน์จากเครื่องมือระบบปฏิบัติการ 1NCE เช่น การตรวจสอบอุปกรณ์และคุณสมบัติการประหยัดพลังงาน โดยใช้ (ไลบรารี Wakaama LWM2M)

ภาพรวม

พื้นที่เก็บข้อมูลนี้มีตัวอย่างของโปรโตคอลต่อไปนี้:

• ยูดีพี
• CoAP (มี/ไม่มี DTLS)
• LwM2M พร้อม Bootstrap (มี/ไม่มี DTLS)

การสาธิตแต่ละรายการมีคุณสมบัติ เสริมประหยัดพลังงาน ที่สามารถเปิดใช้งานสำหรับการทดสอบได้

คู่มือเริ่มต้นใช้งานฉบับย่อ

โฟลเดอร์ไบนารีประกอบด้วยไบนารีที่สร้างไว้ล่วงหน้าสำหรับแอปพลิเคชันสาธิต UDP และ CoAP

1. กำหนดค่าคุณสมบัติประหยัดพลังงานในระบบปฏิบัติการ 1NCE
   การใช้เทมเพลตนี้

2. เชื่อมต่อบอร์ด P-L496G-CELL02
   เมื่อเชื่อมต่อผ่าน USB บอร์ดควรปรากฏเป็นไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลบนคอมพิวเตอร์ของคุณ

3. แฟลชไบนารี่
   เพียงลากและวางไฟล์ไบนารีที่ต้องการจากโฟลเดอร์ Binaries ไปยังไดรฟ์จัดเก็บข้อมูล บอร์ดจะแฟลชไบนารี่โดยอัตโนมัติ

   หมายเหตุ: หากการแฟลชล้มเหลว โปรดดูการแฟลชโดยใช้ STM32CubeProgrammer

4. ดูบันทึกการสาธิต
   ใช้การตรวจสอบแบบอนุกรมในรหัส Visual Studio เพื่อดูบันทึกการสาธิต

การเริ่มต้น (รุ่นท้องถิ่น)

ข้อกำหนดเบื้องต้น

• P-L496G-CELL02 LTE Cellular to Cloud Pack พร้อม STM32L496AG MCU
• ซิมการ์ด 1NCE
• VSCode
• STM32 VS Code Extension v2.0.0 พร้อมข้อกำหนดเบื้องต้นดังกล่าว
• ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใช้ CMake เวอร์ชัน 3.22 หรือสูงกว่า

อัพเกรดเฟิร์มแวร์ STLink

จำเป็นต้องอัพเกรดเฟิร์มแวร์ STLink ปลั๊กอิน STM32 VSCode มีปุ่มสำหรับสิ่งนี้ แต่หากไม่ได้ผล คุณสามารถเริ่มการอัปเกรดได้ด้วยตนเองโดยการเรียกใช้ไฟล์ .bat จากโฟลเดอร์ STM32 ที่ติดตั้งไว้: ST/STM32CubeCLTxx/STLinUpgrade.bat

อัพเดตเฟิร์มแวร์โมเด็ม (ไม่บังคับ)

โปรดตรวจสอบให้แน่ใจว่าโมเด็ม BG96 ของคุณมีเฟิร์มแวร์เวอร์ชันล่าสุด คุณสามารถดาวน์โหลดแพ็คเกจอัพเดตเฟิร์มแวร์และคำแนะนำได้จาก (หน้า X-Cube Cellular ของ ST) (แนะนำเวอร์ชัน 6.0.0)

สำหรับการกะพริบโมเด็ม ขณะนี้สามารถดาวน์โหลดเครื่องมือ QFlash ได้จากเว็บไซต์ทางการของ Quectel: (ดาวน์โหลด QFlash (V7.1))

ตัวอย่างอาคาร

หากต้องการกำหนดค่าการสาธิตที่คุณต้องการใช้ ให้แก้ไขไฟล์ nce_demo_config.h ที่อยู่ใน Application/Config/ : (โดยค่าเริ่มต้น CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED )

 CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED
CONFIG_UDP_DEMO_ENABLED
CONFIG_LwM2M_DEMO_ENABLED

การสาธิตที่มีอยู่

การสาธิต UDP

1NCE FreeRTOS BluePrint ช่วยให้ลูกค้าสื่อสารกับตำแหน่งข้อมูล 1NCE ผ่าน UDP และใช้คุณสมบัติทั้งหมดเป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการ 1NCE

• ตั้งค่า Demo runner ในไฟล์ Application/Config/nce_demo_config.h

 #define CONFIG_UDP_DEMO_ENABLED

• สามารถกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่อไปนี้ได้:

 #define CONFIG_UDP_DATA_UPLOAD_FREQUENCY_SECONDS    60

COAP สาธิตโดยไม่มี DTLS

1NCE FreeRTOS BluePrint ช่วยให้ลูกค้าสื่อสารกับตำแหน่งข้อมูล 1NCE ผ่าน CoAP และใช้คุณสมบัติทั้งหมดซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบปฏิบัติการ 1NCE

คำขอ COAP POST: ในส่วนนี้ มีการดำเนินการขั้นตอนต่อไปนี้:

• ลงทะเบียนเข้าเครือข่าย

• ดำเนินการแก้ไข DNS

• สร้างซ็อกเก็ตและเชื่อมต่อกับเซิร์ฟเวอร์

• สร้าง CoAP POST ที่ยืนยันได้พร้อมตัวเลือกแบบสอบถาม

• สร้างการโต้ตอบกับลูกค้าและวิเคราะห์การตอบสนอง (ACK)

• ตรวจสอบการตอบกลับ

• ตั้งค่า Demo runner ในไฟล์ Application/Config/nce_demo_config.h

 #define CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED

• สามารถกำหนดค่าพารามิเตอร์ต่อไปนี้ได้:

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

CoAP กับ DTLS

สำหรับการสนับสนุน DTLS พอร์ตเริ่มต้นคือ 5684 และกำหนด ENABLE_DTLS โดยอัตโนมัติเป็นการกำหนดเพิ่มเติม

CoAP DTLS ดำเนินงานหลัก 3 ประการจาก 1NCE IoT C SDK :

• ส่งคำขอตัวรับรองความถูกต้องของอุปกรณ์
• รับการตอบกลับ
• ประมวลผลการตอบสนองและมอบข้อมูลประจำตัว DTLS และ PSK ให้กับรหัสแอปพลิเคชัน

การสาธิต LwM2M

การรองรับ LWM2M มีให้โดยใช้ไลบรารี Eclipse Wakaama ที่สื่อสารกับเซิร์ฟเวอร์ Leshan LWM2M โหมดนี้อนุญาตให้อุปกรณ์ทำหน้าที่เป็นไคลเอ็นต์ LwM2M ซึ่งอำนวยความสะดวกในการสื่อสารกับเซิร์ฟเวอร์ LwM2M สำหรับกรณีการใช้งาน เช่น การจัดการอุปกรณ์ การอัพเดตเฟิร์มแวร์ และการรวบรวมข้อมูลเซ็นเซอร์ ตามค่าเริ่มต้น ไคลเอนต์จะลงทะเบียนกับเซิร์ฟเวอร์ 1NCE LwM2M และรับประกันการสื่อสารที่ปลอดภัยผ่านการรองรับ DTLS เสริม

• ตั้งค่า Demo runner ในไฟล์ (Application/Config/nce_demo_config.h)

 #define CONFIG_LwM2M_DEMO_ENABLED 

พารามิเตอร์การกำหนดค่าคีย์ LwM2M

พารามิเตอร์ต่อไปนี้มีความสำคัญต่อการเปิดใช้งานและปรับแต่งโหมดไคลเอนต์ LwM2M ในพิมพ์เขียว:

• ตำแหน่งข้อมูลเซิร์ฟเวอร์ LwM2M: อุปกรณ์สื่อสารกับเซิร์ฟเวอร์ 1NCE LwM2M ตามค่าเริ่มต้น

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

• โหมดไคลเอนต์ LwM2M: จะทำหน้าที่เป็นไคลเอนต์ที่ลงทะเบียนและสื่อสารกับเซิร์ฟเวอร์ LwM2M โหมดไคลเอนต์มีหน้าที่รับผิดชอบในการส่งคำขอ (เช่น ข้อมูลอุปกรณ์หรือการอ่านเซ็นเซอร์) ไปยังเซิร์ฟเวอร์ และจัดการคำสั่งที่ส่งโดยเซิร์ฟเวอร์

 #define LWM2M_CLIENT_MODE

• โหมดบูทสแตรป: อนุญาตให้อุปกรณ์ดึงการกำหนดค่า คีย์ความปลอดภัย และข้อมูลเซิร์ฟเวอร์จากเซิร์ฟเวอร์บูทสแตรป หากจำเป็น คุณสมบัตินี้มีประโยชน์เมื่ออุปกรณ์ไม่มีการกำหนดค่าที่จำเป็นในการลงทะเบียนโดยตรงกับเซิร์ฟเวอร์ LwM2M

 #define LWM2M_BOOTSTRAP

• รองรับ SenML JSON: ช่วยให้อุปกรณ์สามารถส่งข้อมูลเซ็นเซอร์ในรูปแบบ JSON ของ SenML (Sensor Markup Language) SenML เป็นวิธีมาตรฐานในการแสดงการวัดเซ็นเซอร์และเหตุการณ์ของอุปกรณ์ในรูปแบบ JSON ทำให้ตีความและประมวลผลทางฝั่งเซิร์ฟเวอร์ได้ง่ายขึ้น

 #define LWM2M_SUPPORT_SENML_JSON

• รูปแบบข้อมูล JSON: ช่วยให้สามารถจัดรูปแบบ JSON สำหรับการสื่อสารข้อมูลทั่วไป ทำให้มั่นใจได้ถึงความเข้ากันได้กับเซิร์ฟเวอร์ที่ใช้ JSON สำหรับการส่งและรับข้อความ

 #define LWM2M_SUPPORT_JSON

• รูปแบบ Little Endian: กำหนดค่าอุปกรณ์ให้ใช้ลำดับไบต์ของ Little Endian นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับระบบฝังตัวและไมโครคอนโทรลเลอร์หลายตัว โดยที่ไบต์ที่มีนัยสำคัญน้อยที่สุดจะถูกจัดเก็บหรือส่งก่อน

 #define LWM2M_LITTLE_ENDIAN

• การสนับสนุน TLV (Type-Length-Value): ช่วยให้อุปกรณ์ใช้การเข้ารหัส TLV (Type-Length-Value) ซึ่งเป็นรูปแบบไบนารีขนาดกะทัดรัดที่ใช้เพื่อแสดงวัตถุและค่าในการสื่อสาร LwM2M TLV มีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ที่มีข้อจำกัดและเซิร์ฟเวอร์อย่างมีประสิทธิภาพ

 #define LWM2M_SUPPORT_TLV

• ขนาดบล็อกเริ่มต้นของ CoAP: ตั้งค่าขนาดบล็อกเริ่มต้นเป็น 1024 ไบต์สำหรับการสื่อสาร CoAP เมื่อถ่ายโอนข้อความขนาดใหญ่ จะใช้การถ่ายโอนแบบบล็อก และการกำหนดค่านี้จะกำหนดขนาดของแต่ละบล็อก

 #define LWM2M_COAP_DEFAULT_BLOCK_SIZE 1024

• การลงทะเบียนเซิร์ฟเวอร์เดี่ยว: การกำหนดค่านี้ช่วยให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ลงทะเบียนกับเซิร์ฟเวอร์ LwM2M เพียงเซิร์ฟเวอร์เดียวเท่านั้น ในกรณีส่วนใหญ่ การลงทะเบียนกับเซิร์ฟเวอร์หลายเครื่องนั้นไม่จำเป็น และเซิร์ฟเวอร์เดียวก็เพียงพอสำหรับการจัดการอุปกรณ์และการแลกเปลี่ยนข้อมูล

 #define LWM2M_SINGLE_SERVER_REGISTERATION

• การส่งวัตถุ LwM2M: นี่เป็นการกำหนด URI วัตถุ LwM2M ที่จะถูกส่งไปยังเซิร์ฟเวอร์ URI เริ่มต้น "/3/0" สอดคล้องกับ LwM2M Device Object ซึ่งให้ข้อมูลอุปกรณ์ที่จำเป็น เช่น ผู้ผลิต หมายเลขรุ่น และเวอร์ชันเฟิร์มแวร์

 #define LWM2M_OBJECT_SEND "/3/0"

• โปรดเพิ่ม ICCID ในไฟล์กำหนดค่า หากเปิดใช้งาน DTLS ควรกำหนด bootstrap psk ด้วย PSK สามารถตั้งค่าได้ระหว่างการทดสอบการรวม LwM2M ผ่านทาง Device Integrator หรือผ่าน 1NCE API

    #define CONFIG_NCE_ICCID          ""
    #define CONFIG_LWM2M_BOOTSTRAP_PSK    ""

คุณสมบัติประหยัดพลังงาน

คุณสมบัติ ประหยัดพลังงาน พร้อมใช้งานสำหรับการสาธิตทั้ง UDP และ CoAP ช่วยให้ผู้ใช้สามารถเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานของอุปกรณ์เมื่อสื่อสารกับอุปกรณ์ปลายทาง 1NCE

การกำหนดค่า

หากต้องการเปิดใช้งานคุณสมบัติประหยัดพลังงาน ให้เพิ่มแฟล็กต่อไปนี้ใน nce_demo_config.h :

 #define CONFIG_NCE_ENERGY_SAVER

หมายเหตุ: หากต้องการใช้คุณสมบัติประหยัดพลังงานสำหรับการสาธิต UDP และ CoAP ตรวจสอบให้แน่ใจว่ามีการใช้เทมเพลตการแปลที่ถูกต้องในระบบปฏิบัติการ 1NCE และโปรโตคอลที่ถูกต้องที่เลือกและเทมเพลตที่ใช้

ตัวควบคุมอุปกรณ์

Device Controller คือ API ที่ช่วยให้คุณสามารถโต้ตอบกับอุปกรณ์ที่รวมอยู่ใน 1NCE API คุณสามารถใช้ API นี้เพื่อส่งคำขอไปยังอุปกรณ์ และอุปกรณ์จะตอบสนองตามนั้น สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม คุณสามารถเยี่ยมชม DevHub ของเรา

กำลังส่งคำขอ

หากต้องการส่งคำขอไปยังอุปกรณ์เฉพาะ โปรดดูเอกสารประกอบของเราใน 1NCE DevHub

การกำหนดค่า RTOS ฟรี

ในการจัดการคำขอขาเข้าจาก 1NCE API จำเป็นต้องมีการกำหนดค่าพารามิเตอร์บางตัว 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 : นี่คือหมายเลขพอร์ตที่อุปกรณ์ของคุณจะรับฟังคำขอที่เข้ามา ควรตรงกับพารามิเตอร์พอร์ตที่ใช้ในคำขอ
• NCE_RECEIVE_BUFFER_SIZE_BYTES : นี่คือขนาดของบัฟเฟอร์ที่จะใช้เพื่อรับข้อมูลขาเข้าจาก 1NCE API

หมายเหตุ: รองรับ C2D (Cloud to Device) สำหรับทั้งสามโปรโตคอล: UDP, CoAP และ LwM2M ไคลเอนต์ LwM2M ได้รับการบูรณาการอย่างแน่นหนากับคำขอ C2D และสำหรับ UDP และ CoAP ยังเปิดพอร์ตพื้นหลังสำหรับการสื่อสาร C2D อีกด้วย

การแก้ไขปัญหา

เฟิร์มแวร์โมเด็มและการกำหนดค่าแบนด์

หากอุปกรณ์เชื่อมต่อกับเครือข่าย 2G เท่านั้นหรือไม่สามารถเชื่อมต่อได้ในบางภูมิภาค คุณอาจต้องปรับ RAT (เทคโนโลยีการเข้าถึงวิทยุ) และการตั้งค่าแบนด์ใน 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
**/

สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตั้งค่าแบนด์ โปรดดูคู่มือคำสั่ง BG96 AT

การกระพริบโดยใช้ STM32CubeProgrammer

• ดาวน์โหลดและติดตั้ง STM32CubeProgrammer
• เชื่อมต่อบอร์ดแล้วกด "เชื่อมต่อ" เพื่อเปิดใช้งาน ST-Link
• เลือกแท็บ "การลบและการเขียนโปรแกรม" ทางด้านซ้าย
• เพิ่มไฟล์ไบนารีแล้วกด "เริ่มการเขียนโปรแกรม"

การกำหนดค่าระดับบันทึก

ความละเอียดของบันทึกสามารถตั้งค่าได้โดยการกำหนดมาโคร LIBRARY_LOG_LEVEL ในไฟล์ Core/Inc/iot_config.h การตั้งค่านี้ควบคุมระดับรายละเอียดการบันทึกเพื่อวัตถุประสงค์ในการแก้ไขจุดบกพร่องและการแก้ไขปัญหา

ระดับบันทึกที่ใช้ได้สำหรับ LIBRARY_LOG_LEVEL คือ:

IOT_LOG_NONE : ปิดใช้งานการบันทึกทั้งหมด IOT_LOG_ERROR : เปิดใช้งานข้อความแสดงข้อผิดพลาดเท่านั้น IOT_LOG_WARN : เปิดใช้งานคำเตือนและข้อผิดพลาด IOT_LOG_INFO : เปิดใช้งานข้อความแสดงข้อมูล คำเตือน และข้อผิดพลาด IOT_LOG_DEBUG : เปิดใช้งานข้อมูลการดีบักโดยละเอียด คำเตือน ข้อผิดพลาด และข้อความแสดงข้อมูล

ตัวอย่างการกำหนดค่าใน iot_config.h :

 #define LIBRARY_LOG_LEVEL IOT_LOG_DEBUG

การกำหนดค่านี้จะส่งข้อมูลการดีบักทั้งหมดออกมา ซึ่งมีประโยชน์ในระหว่างการพัฒนาหรือการแก้ไขปัญหา

ขอความช่วยเหลือ

การสื่อสารที่มีประสิทธิภาพที่สุดกับทีมของเราคือผ่าน GitHub เพียงสร้างปัญหาใหม่และเลือกจากเทมเพลตที่หลากหลายซึ่งครอบคลุมรายงานข้อบกพร่อง คำขอคุณสมบัติ ปัญหาเอกสารประกอบ หรือคำถามทั่วไป