blueprint freertos

1NCE FreeRTOS 藍圖

1NCE FreeRTOS BluePrint 演示了各種 IoT 協定的使用，包括具有蜂窩連接的 CoAP、LwM2M 和 UDP。此儲存庫展示了使用（Wakaama LWM2M 庫）整合 1NCE SDK 以利用 1NCE OS 工具（例如裝置驗證和節能功能）的範例。

概述

該存儲庫提供了以下協議的範例：

• UDP協定
• CoAP（有/無 DTLS）
• 有 Bootstrap 的 LwM2M（有/沒有 DTLS）

每個演示都包含一個可選的節能功能，可以啟用該功能進行測試。

快速入門指南

Binaries 資料夾包含 UDP 和 CoAP 演示應用程式的預先建置二進位檔案。

1. 在 1NCE 作業系統中配置節能功能
   使用這個模板。

2. 連接 P-L496G-CELL02 板
   透過 USB 連接時，該開發板應在電腦上顯示為儲存驅動器。

3. 快閃記憶體二進位檔案
   只需將所需的二進位檔案從Binaries資料夾拖放到儲存磁碟機上即可。該板將自動刷新二進位。

   注意：如果刷寫失敗，請參考使用STM32CubeProgrammer刷寫。

4. 查看演示日誌
   使用 Visual Studio Code 中的序列監視器檢視示範日誌。

入門（本地建置）

先決條件

• P-L496G-CELL02 LTE 蜂窩到雲包，帶 STM32L496AG MCU
• 1NCE SIM卡
• VS程式碼
• STM32 VS Code Extension v2.0.0 具有上述先決條件。
• 確保使用 CMake 版本 3.22 或更高版本。

STLink韌體升級

需要升級 STLink 韌體。 STM32 VSCode 外掛程式包含一個用於執行此操作的按鈕，但如果它不起作用，可以透過執行已安裝的 STM32 資料夾中的.bat檔案來手動啟動升級： ST/STM32CubeCLTxx/STLinUpgrade.bat

調製解調器韌體更新（可選）

請確保您的 BG96 數據機具有最新的韌體版本。您可以從（ST的X-Cube Cellular頁面）下載韌體更新包和說明（建議v6.0.0）。

對於數據機刷機，現在可以從移遠通訊官方網站下載 QFlash 工具：（QFlash 下載（V7.1））

建築樣本

若要設定您要使用的演示，請修改位於Application/Config/中的nce_demo_config.h檔案：（預設情況下CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED ）

 CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED
CONFIG_UDP_DEMO_ENABLED
CONFIG_LwM2M_DEMO_ENABLED

可用演示

UDP演示

1NCE FreeRTOS BluePrint 允許客戶透過 UDP 與 1NCE 端點進行通信，並使用作為 1NCE 作業系統一部分的所有功能。

• 在檔案Application/Config/nce_demo_config.h中設定示範執行器

 #define CONFIG_UDP_DEMO_ENABLED

• 可以配置以下參數：

 #define CONFIG_UDP_DATA_UPLOAD_FREQUENCY_SECONDS    60

沒有 DTLS 的 COAP 演示

1NCE FreeRTOS BluePrint 允許客戶透過 CoAP 與 1NCE 端點進行通信，並使用作為 1NCE 作業系統一部分的所有功能。

COAP POST 請求：在本節中，執行下列步驟：

• 註冊到網路。

• 執行 DNS 解析。

• 建立套接字並連接到伺服器

• 使用查詢選項建立可確認的 CoAP POST

• 建立客戶端互動並分析回應 (ACK)

• 驗證響應。

• 在檔案Application/Config/nce_demo_config.h中設定示範執行器

 #define CONFIG_COAP_DEMO_ENABLED

• 可以配置以下參數：

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

具有 DTLS 的 CoAP

對於 DTLS 支持，預設連接埠為 5684，並自動將ENABLE_DTLS定義為附加定義

CoAP DTLS 透過 1NCE IoT C SDK 執行 3 個主要任務：

• 發送裝置驗證器請求
• 得到回應
• 處理回應並將 DTLS 身分和 PSK 提供給應用程式程式碼。

LwM2M 演示

LWM2M 支援是使用 Eclipse Wakaama 庫與 Leshan LWM2M 伺服器通訊提供的。此模式允許設備充當 LwM2M 用戶端，促進與 LwM2M 伺服器的通信，以實現設備管理、韌體更新和感測器數據收集等用例。預設情況下，用戶端向 1NCE LwM2M 伺服器註冊，並透過選購的 DTLS 支援確保安全通訊。

• 在檔案 (Application/Config/nce_demo_config.h) 中設定示範執行器

 #define CONFIG_LwM2M_DEMO_ENABLED 

LwM2M 關鍵配置參數

以下參數對於在藍圖中啟用和自訂 LwM2M 用戶端模式至關重要：

• LwM2M 伺服器端點：設備預設與 1NCE LwM2M 伺服器通訊。

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

• LwM2M 用戶端模式：它將充當向 LwM2M 伺服器註冊並通訊的用戶端。客戶端模式負責向伺服器發送請求（例如，設備資料或感測器讀取）並處理伺服器發送的命令。

 #define LWM2M_CLIENT_MODE

• 引導模式：允許設備在必要時從引導伺服器檢索其配置、安全性金鑰和伺服器資訊。當設備不具備直接向 LwM2M 伺服器註冊所需的配置時，此功能非常有用。

 #define LWM2M_BOOTSTRAP

• SenML JSON 支援：這使得裝置能夠以 SenML（感測器標記語言）JSON 格式傳送感測器資料。 SenML 是一種以 JSON 格式表示感測器測量和裝置事件的標準化方法，使其更容易在伺服器端解釋和處理。

 #define LWM2M_SUPPORT_SENML_JSON

• JSON 資料格式：這支援一般資料通訊的 JSON 格式，確保與使用 JSON 傳送和接收訊息的伺服器相容。

 #define LWM2M_SUPPORT_JSON

• Little Endian 格式：將裝置配置為使用 Little Endian 位元組順序。這對於許多嵌入式系統和微控制器來說很常見，其中首先儲存或傳輸最低有效位元組。

 #define LWM2M_LITTLE_ENDIAN

• TLV（類型-長度-值）支援：使設備能夠使用 TLV（類型-長度-值）編碼，這是一種緊湊的二進位格式，用於表示 LwM2M 通訊中的物件和值。 TLV 對於在受限設備和伺服器之間高效傳輸資料特別有用。

 #define LWM2M_SUPPORT_TLV

• CoAP 預設區塊大小：將 CoAP 通訊的預設區塊大小設定為 1024 位元組。當傳輸大訊息時，使用分塊傳輸，該配置決定了每個區塊的大小。

 #define LWM2M_COAP_DEFAULT_BLOCK_SIZE 1024

• 單一伺服器註冊：此設定可確保裝置僅向一台 LwM2M 伺服器註冊。大多數情況下，不需要註冊多個伺服器，單一伺服器就足以進行設備管理和資料交換。

 #define LWM2M_SINGLE_SERVER_REGISTERATION

• LwM2M 物件傳送：這定義了將傳送到伺服器的 LwM2M 物件 URI。預設 URI“/3/0”對應於 LwM2M 設備對象，它提供基本的設備信息，例如製造商、型號和固件版本。

 #define LWM2M_OBJECT_SEND "/3/0"

• 請在設定檔中新增ICCID 。如果啟用了 DTLS，則也應定義引導 psk。可以在 LwM2M 整合測試期間透過裝置整合器或透過 1NCE API 設定 PSK。

    #define CONFIG_NCE_ICCID          ""
    #define CONFIG_LWM2M_BOOTSTRAP_PSK    ""

節能功能

節能器功能可用於 UDP 和 CoAP 演示。它允許用戶在與 1NCE 端點通訊時優化設備功耗。

配置

若要啟用節能功能，請在nce_demo_config.h中新增下列標誌：

 #define CONFIG_NCE_ENERGY_SAVER

注意：若要使用 UDP 和 CoAP 演示的節能功能，請確保在 1NCE 作業系統中套用正確的轉換範本。以及選擇的正確協定和使用的範本。

裝置控制器

設備控制器是一個 API，可讓您與整合到 1NCE API 中的設備進行互動。您可以使用該API向裝置發送請求，裝置會做出相應的回應。有關更多詳細信息，您可以訪問我們的 DevHub

發送請求

若要向特定裝置發送請求，您可以參考我們在 1NCE DevHub 中的文檔

FreeRTOS 設定

為了處理來自 1NCE API 的傳入請求，需要設定某些參數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 ：這是您的裝置將偵聽傳入請求的連接埠號碼。它應該與請求中使用的連接埠參數相符。
• NCE_RECEIVE_BUFFER_SIZE_BYTES ：這是用於接收來自 1NCE API 的傳入資料的緩衝區的大小。

注意：所有三種協定均支援 C2D（雲端到裝置）：UDP、CoAP 和 LwM2M。 LwM2M客戶端與C2D請求緊密整合，對於UDP和CoAP也開放後台連接埠用於C2D通訊。

故障排除

調製解調器韌體和頻段配置

如果裝置僅連接 2G 網路或在某些地區無法連接，您可能需要調整Application/Config/nce_demo_config.h中的 RAT（無線存取技術）和頻段設定：

 #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
**/

有關頻段設定的更多詳細信息，請參閱 BG96 AT 命令手冊。

使用STM32CubeProgrammer燒錄

• 下載並安裝 STM32CubeProgrammer。
• 連接開發板並按“連接”以啟用 ST-Link。
• 選擇左側的“擦除和編程”選項卡。
• 新增二進位檔案並按“開始編程”。

配置日誌等級

日誌的詳細程度可以透過在Core/Inc/iot_config.h檔案中定義LIBRARY_LOG_LEVEL巨集來設定。此設定控制用於偵錯和故障排除目的的日誌記錄詳細資訊的等級。

LIBRARY_LOG_LEVEL的可用日誌等級為：

IOT_LOG_NONE ：停用所有日誌記錄。 IOT_LOG_ERROR ：僅啟用錯誤訊息。 IOT_LOG_WARN ：啟用警告和錯誤。 IOT_LOG_INFO ：啟用資訊性訊息、警告和錯誤。 IOT_LOG_DEBUG ：啟用詳細的偵錯資訊、警告、錯誤和資訊性訊息。

iot_config.h中的設定範例：

 #define LIBRARY_LOG_LEVEL IOT_LOG_DEBUG

此配置輸出所有偵錯訊息，這在開發或故障排除期間很有用。

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