1.2 系统深入研究

[叮] [嗖] 大家好 这是本次培训的第二节课 本节课,我们将深入了解 通用数据集中器. 点击下列链接查看参考设计详情. 首先是参考设计的 一页概述. 该设计执行了基于芯片的通用数据 集中器, 它支持网页应用 和以太网,6LoWPAN网格,和RS-485连接. 以太网主干连接 允许带网页应用的物联网 服务. 6LoWPAN网格堆栈低于1千兆赫兹频段 的低功率射频提供IPv6网络构建. 该网格堆栈包括 和 DTLS. 网格堆栈和TI产品软件 SimpleLink 15.4-Stack集成. 该设计和参考设计 TIDA-010003/TIDA-0100024充分兼容, 以提供完整网络 解决方案. 通过设计提供的接口, 它可以延伸到另一个连接设备, 如Wi-Fi宽带,宽带电力线通信，蜂窝电话， 或其他. 我们将下一张幻灯片中再次查看硬件平台 的详情. 本设计的优势在于通过开发数据 集中器应用来减少上市时间, 我们提供所有必要的硬件和软件 组件来构建一套完整的网络解决方案 基于Linux的平台是本设计另一个关键方面 它是网关设计中最流行 的平台. SimpleLink 15.4-Stack 和IP网格堆栈结合 提高网络性能和软件可靠性. 本幻灯片显示了硬件块状图. 该参考设计支持各种外围设备 如UART, SPI, GPIO, USB, SDIO, 和I squared C. USB或 SDIO是蜂窝解调器 的常用接口. UART 和 SPI是其他连接设备的 流行选项. BeagleBone Black提供的电源提供了 3.3-v 或 5-v的电压阵列选项. 在板上，一个隔离的RS-485信号链 带THVD 1500和 ISOW7841. 并且施用了杠杆移位器, 它连接到AM335x 带UART和 GPIO接口. 下一张幻灯片展示了面板门户.. 左边的门户显示了基板 包括所有的接口 和两个插件头. 插件头用于连接到标准评估 板, 或带BeagleBone Black 和 CC1312R 的 LaunchPad. 标准板在TI商店可以获得. 右边的幻灯片显示了基板插件 带BeagleBone Black 和CC1312 的 LaunchPad板. 没有基板,软件用例 仍然可以通过接线到 LaunchPad板中的BeagleBone Black和 CC1312来运行. 板之间的连接详情请查看 设计指南. 本幻灯片显示了总体系统架构. AM335x是主要主机处理器 在Linux平台上运行网关和网页服务器. 参考设计在Linux平台上提供了三个 应用程序. 它们是6LoWPAN网格网关, RS-485网关和网络服务器. 6LoWPAN网格网关支持 软件中的数千个端节点,并且它可以配置. 6LoWPAN网格网关到UR的接口 到SimpleLink 15.4堆栈的接口运行在其他无线 CC1312R的MCU上. RS-485网关应用通过RS-485信号链 提供了简单的传输和接收 用例. 该设计促成了以太网主干, 它让你通过网页服务器展示物联网服务, 服务器随设计提供. CC1312R是一个专门的无线MCU, 它支持 SimpleLink 15.4-Stack, 主要支持MAC和PHY协议, 一般运行时间性关键的通讯任务. SimpleLink 15.4-Stack 基于IEEE 802.15.4e 和 g标准执行. 它提供了多个配置选项 在频带-- 有MAC运行模式. 参考设计配置 SimpleLink 15.4-Stack 以使50 KVPS FSK 使用跳频模式. 如果你出于不同的原因运行该系统, 或想用高数据率选项运行, 它可以很容易在软件上配置. CC1312R无线MCU 的预建二进制 在样本SDK中提供. 参考设计使用二进制而无需修改. 让我们看一下运行在AM335x上的 应用. 最上面三个,淡红色的块 是用于网页服务器应用. 下面两个,红色的块 是6LoWPAN网格和 RS-485网关. 所有软件用例是在用户域名上执行. 网页服务器是根据 node.js执行. 6LoWPAN网格网关和RS-485网关 在C中执行,并且它们通过TCP socket 连接到网络服务器. 数据格式是标准JSON格式. 网页服务器后台和前台通过web socket 进行交流. 网页服务器后台作为一个HTTP服务器 侦听HTTP客户端并且通过以太网主干 发送或接收数据. Tingo DB存储来自端点的仪表读数数据. 数据库可以由用户远程获取. 本幻灯片显示了6LoWPAN 网格网关应用 的详情. 该应用在Linux kernel 顶上运行. COMM RX和TX线程是到 SimpleLink 15.4-Stack 的接口在CC1312R无线MCU 上运行. DEV HOST设备托管线程是中间件 在SimpleLink 15.4-Stack和 IP网格堆栈之间来配置 SimpleLink 15.4-Stack并维护主机状态的机器 并处理来自一到5.4-Stack 或网格网络层的 的进出数据. 另外, 本线程会照顾跳频 同步并且保持活性机制. UIP线程从6LoWPAN层到UDP层运行 IP网格堆栈. 该APP线程是应用线程-- 到UIP的接口和网络管理线程. 这个线程构建和解析特定于应用程序的消息. NM, 网络管理, 线程 到网络服务器的接口. NM线程创造了一个 TCP socket作为服务器 并处理在网页服务器和网关之间的 标准JSON消息. 让我们前往RS-485网关应用的详情. 从这里可以看到,软件架构 采用了6LoWPAN相似的网格网关, 但它很简单. 用例提供了发送或接收RS-485数据的简单 用例. 这包括一个UART 和一个 GPIO配置 以激活RS-485收发器. 网络管理线程是相同的角色, 6LoWPAN网格网关会接入网络服务器. 本用例可用作基线软件 让你可以把它延伸到额外的连接 设备. 为了更好地理解软件如何运行, 本幻灯片显示了软件流程, 假设用户暂停一个节点,通过网页浏览器 以获取抄表. 一旦轮询请求在用户网页上被触发, 该请求会通过以太网 接口升级到网关. 然后Linux Kernel 会发送信息 给用户域名程序-- 这种情况下, 6LoWPAN 网格网关软件-- 它会根据已知的socket 接口到达网络 服务器. 一旦网络服务器收到这个请求, 并且知道它是向特定端节点请求的轮询， 它会发送JSON格式的消息到NM服务器, 通过TCP socket接收线程, NM服务器 RX线程然后把这个请求通过 邮箱消息传递到APP线程. 应用线程构建特定应用格式 的数据并会发送到 UIP线程. 消息会再次到达SimpleLink TI 15.4-Stack. 然后SimpleLink TI 15.4-Stack 通过到端节点的UART接口 在添加加密和放大的头部后在低于1千兆赫RF 发送数据. 一旦端节点在它的应用层接收到轮询请求 端节点把抄表数据按照传入数据相反的路径 发回网关. 一旦 TI 15.4-Stack 接收了数据, 它会通过UART接口发送到COM RX 线程, 如果消息通过 CRC检查区, 然后它会前往 UIP线程, 如果目的地IP是我, UIP线程会检查. 如果这是正确的,它会发送到APP线程. 然后，在应用程序数据中解析收到的消息， 并传递给NM服务器TX线程以发送到网页服务器. NM服务器TX线程会把收到的数据变成 JSON格式,并且通过TCP 到把它发送到网页服务器. 当网页服务器收到该数据, 它会在数据库升级信息, 要升级数据库信息, 它会把它通过以太网发送到HTTP客户端, 或者可以通过用户查询提取. 本节中, 我们回顾了通用数据集中器 参考设计的详情. 下节中,我们将了解 该设计的一些实验性研究.