6LoWPAN IoT Softwareudviklingssæt

Sideoversigt

Denne side er en introduktion til vores "6LoWPAN IoT Software Development Kit", som gør det muligt for dig at programmere vores hardwareenheder med din egen firmware som et alternativ til vores "klar til brug"-løsninger baseret på CoAP.

Målgruppen er erfarne embedded-programmører med stort kendskab til programmeringssproget "C" og STM32-mikrocontrollerfamilien.

Hurtige fakta

Royalty-fri 6LoWPAN-stak
Baseret på gratis værktøjskæde "GCC ARM Embedded
Klar til brug "CooCox" & "Eclipse" IDE-projekter
Komplet UDP over IPv6 eksempel-app
Omfattende API-dokumentation
Nem SWD-fejlfinding (via ST/LinkV2)

Nøglebegreber

IPv6 over 6LoWPAN
UDP-sokler
IPsec og IKEv2
gcc CooCox & Eclipse
Mesh-netværk
ZWIR4512

Introduktion til 6LoWPAN-stakken

Softwarestakken 6LoWPAN (står for: IPv6 over Low power Wireless Personal Area Networks) gør det muligt for dig at sende/modtage data over trådløse mesh-netværk ved hjælp af standard IPv6-adressering. I praksis betyder det, at du kan kommunikere med Lobaro-hardware via velkendte IPv6-netværk og UDP-sockets.

Med vores SDK kan du bygge din egen indlejrede firmware, der kører på den strømbesparende STM32F103 ARM Cortex-M3 mikrocontroller i vores enheder. I modsætning til vores "klar til brug" CoAP-løsninger definerer du helt selv applikationslaget, når du bruger rå udp-sokler. Det giver dig fleksibilitet, men betyder også meget mere ingeniørarbejde med fare for at "genopfinde den dybe tallerken"...

En vigtig del af din firmware vil være 6LoWPAN-stakken, som gør det muligt for dig at sende data over UDP-sokler, kryptere transmissioner eller gøre basale ting som at sende noget tekst ud på uarten. Selve stakken leveres af leverandøren af det interne radiomodul, som er "Zentrum Mikroelektronik Dresden AG" (ZMDI). Dette "stykke software" leveres i præ-kompileret "C" objektkode og header-filer til brug med den gratis "GCC ARM Embedded"værktøjskæde". Bemærk venligst: 6LoWPAN-stakken er royaltyfri, men ikke open source.

Du programmerer og kompilerer din egen firmware, der er rettet mod den interale STM32F103RC mikrocontroller, der kører 6LoWPAN-stakken i baggrunden. API'en er veldokumenteret, se dokumentet ZWIR451x_ProgGuide_Rev_1_90.pdf. Derudover kan du downloade skemaet til vores "IPv6 Universal Box", hvor du kan finde tilslutningsmulighederne til f.eks. tilslutning af eksterne sensorer.

Lobaro giver dig også et skeletprojekt, som du kan bruge som udgangspunkt for firmwareprogrammering. Hvis du bruger den gratis "CooCox"IDE (kun Windows) det er et klik på projektfilen for at få et kørende udviklingsmiljø med debug-understøttelse (kræver ST/LINKv2 debugger).

Overvej også vores "higher-level" CoAP-løsninger, som slet ikke er nødvendige for at lave embedded programmering!

Eksempler på projekter
raw-6lowpan-skelet [Github]
go-UDP6test [Github]
API-dokumentation
ZWIR451x_ProgGuide_Rev_1_90.pdf
ZWIR45xx_AN_Security_Rev_1_30.pdf
Detaljer om hardware
Lobaro_UniversalBox_skematisk.pdf
ZWIR4512_Data_Sheet_Rev_1_30.pdf
STM32F103 Oversigt [ext. link]
STM32F103RC_refManual.pdf

Hurtig start på udviklingsværktøjskæden

1. Installer den gratis GCC ARM Toolchain|Compiler

Download og installer den gratis gcc-værktøjskæde til ARM-processorer: launchpad.net/gcc-arm-embedded

2. Installer integreret udviklingsmiljø (IDE)

Vælg din foretrukne IDE:

Mulighed A: CooCox IDE 1.7.8 (kun Win) [download her]
Mulighed B: "Eclipse IDE for C/C++ Developers" (Mars) [download her] med "GNU ARM Eclipse"-plugin [download her]

CooCox understøtter programmering og debugging via ST/LinkV2 JTAG-adapter ud af boksen. Dette opnås ved hjælp af den interne GDB-server.
På ren Eclipse skal du opsætte en ekstern GDB-server. Se ZMDI'er OpenSourceToolChain_Rev_1_00.pdf for yderligere information om dette emne.

For at installere "GNU ARM Eclipse"-pluginet skal du følge trin for trin-instruktionerne på gnuarmeclipse.github.io/plugins/install

3. Åbn den forudkonfigurerede projektfil i IDE'et

CooCox: Bare åbn filen "coocox-proj/Lobaro-6LoWPAN-Skeleton.coproj".
Eclipse: Højreklik på @project tree "import" -> "import existing projects" og find mappen "eclipse-proj".

Alle vigtige compiler/linker-indstillinger er allerede konfigureret for dig af denne projektskabelon!

4a. Flash firmware via seriel/USB bootloader

For at programmere din Lobaro Box er den nemmeste måde at bruge den interne USB bootloader og værktøjet "Flash Loader-demonstrator" fra ST.

For at aktivere bootloader-tilstanden skal du bare trykke på "Reset-knappen", mens du holder "Update-knappen" nede. Enheden starter i bootloader-tilstand, når du slipper begge knapper. Nu kan en firmware *.hex-fil programmeres via usb-porten ("USB-UART1").

4b. Flash og fejlsøgning af firmware via STlink/V2-programmør

Lobaro-boksen har en SWD/JTAG 2×3 2mm header, som du kan tilslutte din STlink/V2 usb-programmør. Se venligst skematisk for detaljer om pinout.

Med denne adapter kan du debugge og flashe direkte fra coocox ide med blot et enkelt klik. En anden mulighed er at bruge den gratis ST-Link-værktøj flash-applikation.

Eksempel på anvendelse

For hurtigt at komme i gang med din udvikling med vores SDK giver vi dig et enkelt, men komplet eksempel på en løsning. Du kan se blokdiagrammet for dette system på billedet ovenfor. Alt, hvad du behøver, er:

Vores "IPv6 Universal Box" kører den raw-6lowpan-skelet firmware
En pc, der kører vores demoprogram "go-UDP6test“
Til "IPv6 USB-gateway-stick" knyttet til denne pc

Firmwaren åbner en UDP-socket på den lokale port 5684 og venter på indgående datagrammer, der sendes til boksens IPv6-adresse. Når et datagram er blevet modtaget, sendes dets payload til uart1 tx-stiften på den interne STM32F103. Du kan se dette ascii-output ved at tilslutte et kabel til den venstre microUsb-port på forsiden af boksen. Dette er gjort muligt gennem en intern usb->seriel konverter. Den anvendte baudrate er 115200 med 8 databits, 1 stopbit og ingen paritet. Desuden sendes strengen "Lobaro OK!" tilbage til afsenderen af det netop modtagne datagram.

PC-applikationen skal påkaldes med destinationsboksens link local ipv6 som argument. For eksempel: go-UDP6test [fe80::0211:7d00:0030:8e3f]:5684

Appen sender simpelthen hvert sekund et udp6-datagram til destinationsboksen med det aktuelle tidsstempel som payload. Alle modtagne data logges også på konsoloutputtet.