O objetivo deste BLOG é demonstrar como é possível utilizar o RIOT para programação do WISOL LOM204. Foi utilizado o Starter Kit LOM204 para o teste. O exemplo permitirá via linha de comandos o acesso à rede LoRaWAN e então será enviado um texto "HELLO" via OTA, AU915, ao servidor LoRaWAN CHIRPSTACK.
BETA - EM TESTES - APENAS PARA PROGRAMADORES COM RIOT IOT
Baseado no i-nucleo-lrwan1
Testado no WSL2 (Ubuntu on Windows), mas pode ser também no MinGW ou Ubuntu.
Módulo
O que é ChirpStack
ChirpStack é um Servidor de Rede LoRaWAN de código aberto que pode ser usado para configurar redes LoRaWAN. O ChirpStack fornece uma interface web para o gerenciamento de gateways, dispositivos e inquilinos, bem como para configurar integrações de dados com os principais provedores de nuvem, bancos de dados e serviços comumente usados para lidar com dados de dispositivos. O ChirpStack fornece uma API baseada em gRPC que pode ser usada para integrar ou estender o ChirpStack.
RIOT: O sistema operacional amigável para a Internet das Coisas.
O RIOT alimenta a Internet das Coisas, como o Linux alimenta a Internet. O RIOT é um sistema operacional gratuito e de código aberto desenvolvido por uma comunidade de base que reúne empresas, universidades e entusiastas, distribuídos em todo o mundo.
O RIOT é um sistema operacional de IoT com recursos em tempo real. Foi desenvolvido por um consórcio de universidades na Alemanha e na França, que incluía a Universidade Livre de Berlim, o Instituto Francês de Pesquisa em Ciência da Computação e Automação e a Universidade de Ciências Aplicadas de Hamburgo. É lançado sob a Licença Pública Geral Menor GNU (LGPL).
É baseado na arquitetura de microkernel e é executado em microcontroladores de 8 a 32 bits. O RIOT suporta multithreading e toda a pilha de rede IoT.
O RIOT suporta a maioria dos dispositivos IoT de baixa potência e arquiteturas de microcontroladores (32 bits, 16 bits, 8 bits). O RIOT tem como objetivo implementar todos os padrões abertos relevantes que suportam uma Internet das Coisas conectada, segura, durável e amiga da privacidade.
O RIOT é um desenvolvimento amigável
Programe como você está acostumado. Não perca tempo com ambientes novos ou complexos.
Programação padrão em C ou C ++
Ferramentas padrão como gcc, gdb, valgrind
Código dependente de hardware minimizado
Zero curva de aprendizado para programação incorporada
Codifique uma vez, execute em plataformas de 8 bits (por exemplo, Arduino Mega 2560), plataformas de 16 bits (por exemplo, MSP430) e em plataformas de 32 bits (por exemplo, ARM)
Conformidade parcial com POSIX. Rumo à conformidade total com POSIX.
Desenvolva no Linux ou Mac OS usando a porta nativa, implemente no dispositivo incorporado
O RIOT é favorável aos recursos
Beneficie-se de uma arquitetura de microkernel e de um agendador sem marcação em dispositivos muito leves.
Robustez e flexibilidade da footprint de código
Permitindo a máxima eficiência energética
Capacidade em tempo real devido à latência de interrupção ultra baixa (~ 50 ciclos de clock) e agendamento com base em prioridades
Multiencadeamento com sobrecarga de encadeamento ultra baixo (<25 bytes por encadeamento)
O RIOT é amigável à Internet das coisas
Prepare seus aplicativos para as coisas menores da Internet com suporte comum ao sistema.
6LoWPAN, IPv6, RPL e UDP
CoAP e CBOR
Alocação de memória estática e dinâmica
Temporizadores de alta resolução e longo prazo
Ferramentas e utilitários (shell do sistema, SHA-256, filtros Bloom, ...)
Estrutura do RIOT
LOM204A E RIOT
Como o módulo LOM204A é baseado no chip STM32L0 (CPU), será possível rodar o RIOT sem problemas. O usuário deve dar atenção ao mapeamento de GPIOS de acesso ao SX1276 (Semtech LoRa).
O link abaixo, é roteiro Básico para que você possa preparar o ambiente para programar o LOM204
Durante o processo você "deverá" instalar
git, Arm Toolchain, gcc, make, python3, pip3
Clone RIOT OS
git clone github.com/RIOT-OS/RIOT.gitcd RIOT
Entre no CHIRPSTACK
Configuração do aplicativo do LOM204A
Antes de criar o aplicativo e ingressar em uma rede LoRaWAN, você precisa de uma conta em um provedor de back-end LoRaWAN. Em seguida, crie um aplicativo LoRaWAN e registre seu dispositivo. Como este aplicativo foi fortemente testado com o backend fornecido pelo CHIRPSTACK. Assim que seu aplicativo e dispositivo forem criados e registrados, você terá várias informações (fornecidas pelo provedor LoRaWAN).
Assim que seu aplicativo e dispositivo forem criados e registrados, você terá várias informações fornecidas pelo provedor LoRaWAN:- O tipo de procedimento de JOIN: ABP (Ativação por personalização) ou OTAA (Ativação Over The Air)
- O dispositivo EUI: uma matriz de 8 bytes
- A aplicação EUI: uma matriz de 8 bytes
- A chave do aplicativo: uma matriz de 16 bytes
- O endereço do dispositivo: uma matriz de 4 bytes, necessária apenas com o procedimento de junção ABP
- A chave de sessão do aplicativo: uma matriz de 16 bytes, necessária apenas com o procedimento de junção ABP
- A chave de sessão de rede: uma matriz de 16 bytes, necessária apenas com o procedimento de junção ABP
- Depois de obter essas informações, edite o Makefile adequadamente ou use os comandos set/get no shell do aplicativo de teste.
Editando arquivos em
\RIOT\tests\pkg_semtech-loramac
Makefile
BOARD ?= b-l072z-lrwan1
include ../Makefile.tests_common
BOARD_WITHOUT_LORAMAC_RX := \
arduino-mega2560 \
i-nucleo-lrwan1 \
stm32f0discovery \
waspmote-pro \
LORA_DRIVER ?= sx1276
LORA_REGION ?= AU915
USEPKG += semtech-loramac
USEMODULE += $(LORA_DRIVER)
# load loramac RX if board supports it
ifeq (,$(filter $(BOARD),$(BOARD_WITHOUT_LORAMAC_RX)))
USEMODULE += semtech_loramac_rx
endif
USEMODULE += auto_init_loramac
USEMODULE += shell
USEMODULE += shell_cmds_default
USEMODULE += fmt
FEATURES_OPTIONAL += periph_eeprom
# Default IotLab Config to run the test
ifneq (,$(filter iotlab%,$(MAKECMDGOALS)))
IOTLAB_NODES ?= 1
IOTLAB_TYPE ?= st-lrwan1:sx1276
IOTLAB_SITE ?= saclay
include $(RIOTBASE)/dist/testbed-support/Makefile.iotlab
endif
include $(RIOTBASE)/Makefile.include
\RIOT\boards\b-l072z-lrwan1\include
board.h/* * Copyright (C) 2017 Inria * * This file is subject to the terms and conditions of the GNU Lesser * General Public License v2.1. See the file LICENSE in the top level * directory for more details. */ /** * @ingroup boards_b-l072z-lrwan1 * @{ * * @file * @brief Board specific definitions for the ST B-L072Z-LRWAN1 board * * @author Alexandre Abadie <alexandre.abadie@inria.fr> */ #ifndef BOARD_H #define BOARD_H #include <stdint.h> #include "cpu.h" #ifdef __cplusplus extern "C" { #endif /** * @name xtimer configuration * @{ */ #define XTIMER_WIDTH (16) /** @} */ /** * @name sx1276 configuration * @{ */ #define SX127X_PARAM_SPI (SPI_DEV(1)) #define SX127X_PARAM_SPI_NSS GPIO_PIN(PORT_A, 4) #define SX127X_PARAM_RESET GPIO_PIN(PORT_A, 8) #define SX127X_PARAM_DIO0 GPIO_PIN(PORT_A, 12) #define SX127X_PARAM_DIO1 GPIO_PIN(PORT_B, 2) #define SX127X_PARAM_DIO2 GPIO_PIN(PORT_B, 5) #define SX127X_PARAM_DIO3 GPIO_PIN(PORT_B, 0) #define RADIO_TCXO_VCC_PIN GPIO_PIN(PORT_B, 1) /** @} */ /** * @name LED pin definitions and handlers * @{ */ ///////////#define LED0_PIN_NUM 5 ///////////#define LED0_PORT_NUM PORT_A///////////#define LED1_PIN_NUM 5 ///////////#define LED1_PORT_NUM PORT_B///////////#define LED2_PIN_NUM 6 ///////////#define LED2_PORT_NUM PORT_B///////////#define LED3_PIN_NUM 7///////////#define LED3_PORT_NUM PORT_B/** @} */ /** * @name User button pin configuration * @{ *////////////#define BTN0_PIN GPIO_PIN(PORT_B, 2) /**< User button pin *////////////#define BTN0_MODE GPIO_IN_PU /**< User button pin mode *//** @} */ #ifdef __cplusplus } #endif #include "stm32_leds.h" #endif /* BOARD_H */ /** @} */
\RIOT\boards\b-l072z-lrwan1\include\periph_conf.hperiph_conf.hRIOT\build\pkg\semtech-loramac\src\mac\region
, { .dev = SPI1, /* connected to SX1276 */ .mosi_pin = GPIO_PIN(PORT_A, 7), .miso_pin = GPIO_PIN(PORT_A, 6), .sclk_pin = GPIO_PIN(PORT_A, 5), .cs_pin = SPI_CS_UNDEF, .mosi_af = GPIO_AF0, .miso_af = GPIO_AF0, .sclk_af = GPIO_AF0, .cs_af = GPIO_AF0, .rccmask = RCC_APB2ENR_SPI1EN, .apbbus = APB2, #ifdef MODULE_PERIPH_DMA .tx_dma = 1, .tx_dma_chan = 1, .rx_dma = 0, .rx_dma_chan = 1, #endif },
REGION_AU915.C (SUB-Bands)
void RegionAU915InitDefaults( InitType_t type ) { switch( type ) { case INIT_TYPE_INIT: { // Channels // 125 kHz channels for( uint8_t i = 0; i < AU915_MAX_NB_CHANNELS - 8; i++ ) { Channels[i].Frequency = 915200000 + i * 200000; Channels[i].DrRange.Value = ( DR_5 << 4 ) | DR_0; Channels[i].Band = 0; } // 500 kHz channels for( uint8_t i = AU915_MAX_NB_CHANNELS - 8; i < AU915_MAX_NB_CHANNELS; i++ ) { Channels[i].Frequency = 915900000 + ( i - ( AU915_MAX_NB_CHANNELS - 8 ) ) * 1600000; Channels[i].DrRange.Value = ( DR_6 << 4 ) | DR_6; Channels[i].Band = 0; } // Initialize channels default mask ChannelsDefaultMask[0] = 0xFF00; ChannelsDefaultMask[1] = 0x0000; ChannelsDefaultMask[2] = 0x0000; ChannelsDefaultMask[3] = 0x0000; ChannelsDefaultMask[4] = 0x0000; ChannelsDefaultMask[5] = 0x0000;
CompilandoLORA_DRIVER=sx1276 make BOARD=b-l072z-lrwan1 -C tests/pkg_semtech-loramac
TESTANDO NO WISOL LOM204Atext data bss dec hex filename 62604 184 7584 70372 112e4 /home/ubuntu/RIOT/tests/pkg_semtech-loramac/bin/b-l072z-lrwan1/tests_pkg_semtech-loramac.elf make: Leaving directory '/home/ubuntu/RIOT/tests/pkg_semtech-loramac' ubuntu@DESKTOP-GRCNLV8:~/RIOT$
Na pasta
/home/ubuntu/RIOT/tests/pkg_semtech-loramac/bin/b-l072z-lrwan1
será gerado o tests_pkg_semtech-loramac.bin
Utilize STM32 PROGRAMMER para gravar
Abra o Emulador de Terminal
PA2 e PA3 do LOM204
Usando o SHELL
Este aplicativo fornece o comando loramac para configurar o MAC, juntar-se a uma rede e enviar/receber dados para/a partir de uma rede LoRaWAN. Subcomandos tx e join estão bloqueados até que o MAC esteja pronto. Classe A é ativado por padrão.
OTA
Juntando-se com over the air activation (OTA)
Defina seu dispositivo EUI, aplicativo EUI, chave de aplicativo:
> loramac set deveui AAAAAAAAAAAAAAAA
> loramac set appeui BBBBBBBBBBBBBBBB
> loramac set appkey CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCJunte-se a uma rede usando o procedimento OTAA:
> loramac join otaa
Join procedure succeeded!Unindo-se à ativação por personalização (ABP)
OTAA é sempre preferido em cenários do mundo real. No entanto, a ABP pode ser prática para testes ou workshops.
Defina o endereço do dispositivo, a chave da sessão da rede, a chave da sessão do aplicativo:
> loramac set devaddr AAAAAAAA
> loramac set nwkskey BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
> loramac set appskey CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCJunte-se a uma rede usando o procedimento ABP:
> loramac join abp
Join procedure succeeded!Salvar contadores de quadros na memória flash não é (ainda) suportado. Antes de enviar dados, é necessário limpar contadores de quadros no Servidor de Rede! Caso contrário, as mensagens de uplink não funcionarão.
NOTA: Se usar TTN com ABP, certifique-se de definir a taxa de dados correta para RX2. Caso contrário, mensagens confirmadas e de downlink não funcionarão. O datarate para RX2 deve ser DR3 (SF9BW125) como visto na visão geral das frequências LoRaWAN:
> loramac set rx2_dr 3Envio e recebimento de dados
Enviar dados confirmáveis na porta 2 (cnf e porta são opcionais):
> loramac tx This\ is\ RIOT! cnf 2Envie dados não cconfirmáveis sobre a porta 10:
> loramac tx This\ is\ RIOT! uncnf 10Ao usar mensagens de downlink classe A (modo padrão) serão recebidas no próximo uplink:
> loramac tx hello
Data received: RIOT, port: 1Outros comandos shell
Salve a configuração LoRaWAN do dispositivo (EUIs e chaves) em EEPROM (se fornecido pelo microcontrolador):
> loramac saveNa próxima reinicialização do dispositivo, esses parâmetros serão lidos automaticamente a partir do armazenamento não volátil EEPROM e, portanto, você pode se juntar diretamente à rede sem inseri-los novamente da linha de comando.
Remova a configuração LoRaWAN armazenada anteriormente:
> loramac eraseAlterne o índice de taxa de dados padrão (de 0 a 16). 5 é para SF7, BW125:
> loramac set dr 5Mude para taxa de dados adaptativo (DataRate)
loramac set adr onExecute um comando Link Check (será acionado na próxima transmissão):
> loramac link_checkA lista de comandos disponíveis:
> help
help
Command Description
---------------------------------------
loramac control the loramac stack
reboot Reboot the nodeSequência de testes
- Acesse CHIRPSTACK e pegue credenciais
loramac set deveui xxxxxxfxxex3xx9e
loramac set appeui 0000000000000000
loramac set appkey 8311413bf104565f9cc39f9c05663f1
loramac join otaa
Enviando um HELLO
Downlink
DÚVIDAS
FORUMS RIOT
REFERÊNCIAS
Sobre a SMARTCORE
A SmartCore fornece módulos para comunicação wireless, biometria, conectividade, rastreamento e automação.
Nosso portifólio inclui modem 2G/3G/4G/NB-IoT/Cat.M, satelital, módulos WiFi, Bluetooth, GNSS / GPS, Sigfox, LoRa, leitor de cartão, leitor QR code, mecanismo de impressão, mini-board PC, antena, pigtail, LCD, bateria, repetidor GPS e sensores.
