[讨论] 6lowpan无线网络平台相关调研

lyzhangxiang   2014-10-14 14:04 楼主
一直想玩玩 ieee-802.15.4的芯片,zigbee很多年前倒是玩过,基本上也就是改改官方的代码,能做个mesh网络,对802.15.4相关的东西没有继续学习,IEEE官方或者其他的芯片厂商都会有关于802.15.4的文档。
调研过一些开源的无线网络项目,contiki/openwsn/freakz/tinyos等,开源的氛围很好。

主站地址
  1. http://www.contiki-os.org/
  2. http://www.freaklabs.org/index.php/Blog/FreakZ/
  3. http://www.tinyos.net/
  4. https://openwsn.atlassian.net/wiki/pages/viewpage.action?pageId=688187


其他相关:
  1. http://openiot.eu/
  2. https://code.google.com/p/iotsys/
  3. http://riot-os.org/


关于硬件选择,强烈推荐atmel的802.15.4芯片,个人很看好AT86RF212B这颗。考虑到atmel不是很大众,不太适合大家学习,初步想确定采用ti的芯片搜索了一下发现cc2520不提供样片,无奈只好放弃。还是选择cc2530吧,做做节点还是挺适合的,route和gateway不太适合,最好是cc2520.其实我还是想一步到位用AT86RF212B,想听听大家的意见。

关于Atmel的无线收发器:
atmel-device.jpg

今天申请的ti的芯片:
sample.jpg


关于路由建议采用强一点的mcu,可选stm32f401或者其他类似型号,网关建议选择带网络的芯片最好是能搞wifi的,s3c2416就不错,当然也可选择stm32f4
我顺便申请了几片28035,想体验一下他的eCAN,目前初步打算网关能实现plc/can/rj45/wifi---6lowpan的转换能力,根据需要为边界网关选取主控,对于can和plc的也可选stm32来做,想想主流点用c2000的eCAN很吊的样子,当然了plc也想用c2000来实现ti的主推型号TMS320F28PLC84(之前用过国产的电力线芯片mi200e,速率太低,方式过于简单不支持OFDM)。

关于TMS320F28PLC84的框图(无奈也没有提供样片,只好先申请了28035搞一下eCAN先):
fbd_sprs802.gif

描述
  1. The Texas Instruments TMS320F28PLC8x PLC processors are optimized to meet the requirements for AMI networks in Smart Grid installations that will use narrowband power line communications in the CENELEC frequency band. The CENELEC band is defined to be 35 kHz to 90 kHz.

  2. The F28PLC8x processors are designed to execute the entire PLC protocol stack for the supported industry standards. TI supplies these firmware libraries to execute on the F28PLC8x processors with no additional license fees or royalties.

  3. The F28PLC8x processors are also used in PLC data concentrators, which act as neighborhood-area collectors of electricity usage information from multiple end nodes.

  4. The F28PLC8x processors are optimized to work with the AFE031 analog front end for PLC. The AFE031 is an integrated analog front end for narrowband PLC that is capable of driving a transformer-coupled connection to the AC Mains power line. It is ideal for driving high-current, low-impedance lines driving up to 1.9 A into reactive loads. The AFE031 is compliant to CENELEC A, B, C, and D (EN50065-1, -2, -3, -7) frequency bands.

  5. See for a list of reference designs, starter kits, and tools.


特性
  1. System-on-Chip for Power Line Communications
  2. Supports PLC Networks Using G3-PLC, PRIME, IEEE-1901.2, ITU G.9903, ITU G.9904 Standards in the CENELEC Frequency Band (35 kHz–90 kHz)
  3. Designed to Operate With the AFE031 Analog Front End (AFE) for PLC
  4. Supports Texas Instruments PLC Software
  5. IEEE 1901.2
  6. ITU G.9903
  7. ITU G.9904
  8. PRIME
  9. G3-PLC
  10. TMS320F28PLC84 Includes Key G3-PLC Firmware Routines Loaded into On-chip ROM
  11. Opens On-chip Flash Memory for Future Firmware Enhancements
  12. 32-Bit C28x CPU Architecture Optimized for Orthogonal Frequency-Division Multiplex (OFDM) Communications
  13. Viterbi/Complex Math Unit (VCU)
  14. 90 MHz
  15. On-chip Memory
  16. 256KB of Flash
  17. 100KB of RAM
  18. Boot ROM
  19. Power Supply
  20. Single 3.3-V Power Supply
  21. Option to Disable On-chip Low-Dropout (LDO) Regulator and Supply 1.8-V Core Voltage With External Regulator
  22. Communications Peripherals
  23. Two Serial Peripheral Interface (SPI) Ports
  24. Two Serial Communications Interface (SCI) Ports
  25. One Multichannel Buffered Serial Port (McBSP)
  26. McBSP Port can Also be Used as SPI
  27. One Inter-Integrated-Circuit (I2C) Port
  28. Analog Subsystem
  29. 12-Bit Analog-to-Digital Converters (ADCs), Each With Dual Sample-and-Hold (S/H)
  30. ADC Operates at 3.4 MSPS
  31. 128-Bit Security Key and Lock
  32. Protects Secure Memory Blocks
  33. Prevents Firmware Reverse Engineering
  34. Blocks JTAG Access When Enabled
  35. 80-Pin PN Low-Profile Quad Flatpack (LQFP)
  36. Industrial Temperature Range: –40oC to 105oC

主要三点:

Supports PLC Networks Using G3-PLC, PRIME, IEEE-1901.2, ITU G.9903, ITU G.9904 Standards in the CENELEC Frequency Band (35 kHz–90 kHz)


32-Bit C28x CPU Architecture Optimized for Orthogonal Frequency-Division Multiplex (OFDM) Communications

TMS320F28PLC84 Includes Key G3-PLC Firmware Routines Loaded into On-chip ROM


好像关于无线部分说的少了一点,不过这部分大家应该不太陌生,可以参考802.15.4的标准,感觉这种芯片在未来还是很有前景的,做好6lowpan网络,做好边界网关,相信会有很大市场的,有兴趣的人可以报名一起来玩玩,具体细节还不太清楚(可以一起做三种板子来玩,终端/路由/边界网关)。


电工

回复评论 (31)

看了介绍,还是觉得用AT86RF212B好吧,省力点。 楼主要带领我们做开源项目吗?等过段时间楼主招人我报名啊。
这孩子,成熟的象征,理智的典范。
点赞  2014-10-14 21:30
引用: lonerzf 发表于 2014-10-14 21:30
看了介绍,还是觉得用AT86RF212B好吧,省力点。 楼主要带领我们做开源项目吗?等过段时间楼主招人我报名啊 ...

想和大家一起玩玩开源的东西
我也看好212,如果大家喜欢这个我也愿意用它,终端可选2530很便宜

期待更多的坛友一起讨论讨论,除了网络还有其他的东西可以玩,网关什么的,看大家兴趣,我会把重点放在网络上

电工
点赞  2014-10-14 22:09
好想玩,就是没时间啊
昵称:灰小子
点赞  2014-10-14 22:36
来一点关于at86rf212的资料

模块电路:
1.jpg

3D图
3.jpg

Layout(官方的4层需要修改):
2.jpg

4.jpg

5.jpg


Atmel-Wireless-ATZB-RF-212B-0-CN_Design_Documentation.pdf (7.29 MB)
(下载次数: 18, 2014-10-14 23:34 上传)


Atmel-Wireless-ATZB-RF-212B-0-CN_Design_Documentation.zip (9.19 MB)
(下载次数: 16, 2014-10-14 23:34 上传)

Atmel-Wireless-ATZB-RF-212B-0-CN_Design_Documentation.pdf (7.29 MB)
(下载次数: 18, 2014-10-14 23:34 上传)

Atmel-Wireless-ATZB-RF-212B-0-CN_Design_Documentation.zip (9.19 MB)
(下载次数: 16, 2014-10-14 23:34 上传)


算了一下玩玩不批量的话成本有点高,rf-chip+FilterBalun+Antenna=15+8+10=33
其他阻容和板子大概需要10元,估计在45元一个模块,有点小贵啊,主要是陶瓷天线和Balun有点贵,可以用pcb天线和分立器件来替代减少成本

大家怎么看


电工
点赞  2014-10-14 23:39
引用: exiao 发表于 2014-10-14 22:36
好想玩,就是没时间啊

谢谢关注,给一些建议啊

电工
点赞  2014-10-14 23:40
陶瓷天线不贵吧 ,1-2元
生活就是油盐酱醋再加一点糖,快活就是一天到晚乐呵呵的忙 =================================== 做一个简单的人,踏实而务实,不沉溺幻想,不庸人自扰
点赞  2014-10-14 23:48
哈,我刚好也在看802.11和15的解决方案。
15的还有
http://www.freescale.com/zh-Hans ... W_SERIES&cof=0&am=0
http://www.nxp.com/products/rf/w ... /series/JN516X.html
这两个的普及率更小。都是带内部mcu的,fsl是m4(也有m0的),nxp的是risc(没仔细看他的U)。nxp的jn5168号称“Very low current solution for long battery life – over 10 years”

关注你的进度。
默认摸鱼,再摸鱼。2022、9、28
点赞  2014-10-15 00:04
引用: freebsder 发表于 2014-10-15 00:04
哈,我刚好也在看802.11和15的解决方案。
15的还有
http://www.freescale.com/zh-Hans/webapp/sps/site/t ...

再三考虑后还是打算用不带U的芯片,这样会灵活很多
带U的感觉被限制了,谢谢你的关注
电工
点赞  2014-10-15 08:39
引用: chenzhufly 发表于 2014-10-14 23:48
陶瓷天线不贵吧 ,1-2元

我看了一下官方BOM中型号的天线淘宝价格10元,进口的。。

应该性能会好不少呢
电工
点赞  2014-10-15 08:41
引用: freebsder 发表于 2014-10-15 00:04
哈,我刚好也在看802.11和15的解决方案。
15的还有
http://www.freescale.com/zh-Hans/webapp/sps/site/t ...

对了11的你也关注啊可以看一下MTK的MT7680/1或者espressif的ESP8266
电工
点赞  2014-10-15 08:55
AT那款应该不错,混一个freakz群(群主是个卖 跑freakz开发板的人,当然,他还是比较技术流的,不像那些天天广告天天广告的人。那就是用stm32加这玩意做的,听他意思这个的无线性能还不错。你要不要加入这个群?虽然现在里面的人比较少谈zigbee了,但是资料挺多,而且那些人都是做这个的)
点赞  2014-10-16 11:17
祥,我看着这些芯片啥的有点晕。
我觉得芯片也好,软件平台啥的也好,应该都是可选的,主要是 背后的脉络。
这个我看你的帖子本想看出点名堂,最后感觉说脉络的地方不多,看得挺晕。

其实我也一直想沾这块,之前还买了一个 能搞lwip的板子,stm32+ralink的一个 无线网卡。

有一些想法,但不是太清晰,想看看你的想法,我先抛砖引玉。
强者为尊,弱者,死无葬身之地
点赞  2014-10-16 11:22
基本拓扑结构应该是

网关+节点

有时复杂点也有

网关 + 路由 + 节点

比如ti z-stack就是三级,只是它里面的网关好像叫 coordinator
不过无所谓只是个名字而已。
同样的,这个地方的“路由”和我们平时用的路由器也同样不是一回事。

然后是各层的一个简单作用和关系。

首先,发在这里应该基本上都是考虑工业应用或至少智能控制,这和互联网显然不是一回事,但要真正万物互联,做到广阔距离,乃至全球范围的互联,显然又必须借助互联网(或者如果不嫌贵,当然也可以考虑 通信网,卫星网什么的。)

不过说起来,这三种广域网相比,后两者都要给钱,互联网虽然也要给钱但只是很便宜的网费,而且信号什么的总体要强得多,当然更加实在。

因此,网关这一级,在我的理解,就是为了接入互联网用的。

然后下面不管是直接 到 节点终端 还是经过 中转器。

不管如何都应该是直接与 控制设备相连。

前后两者面对的 上下文不同,在速度,容量,什么的上面就很不同。
比如互联网延迟,几秒钟都可以被原谅,但节点这一层,恐怕ms都不一定能满足。

所以,这个充当网关的路由,不管是什么原因,显然不能是现在卖的烂大街的那种,而至少是 现在所谓的 嵌入式路由器或者什么智能路由器 哪一种。

它具备的接口应该是往上面对 以太网,往下带有 与控制设备直接无线互联的接口——简单说,这是一个通信桥。

我一直觉得,这个地方最大的麻烦就是协调速度。

一个普普通通的路由器都是基于某种linux的操作系统的,显然实时性是不能满足要求的。

我基本上就这种想法,也没别的了。

最后想问的是


你的题目是 6lowpan,我记得这个好像是基于 IPv6,现在还是IPv4,而且还不知道什么时候换到6,就是不知道你这个 6lowpan和现在的4兼容的如何。

另外,UC的OpenWSN我有简单看过一下,它是一套完整的方案,从上到下,不知道你在这两者之间是怎么选择的?
强者为尊,弱者,死无葬身之地
点赞  2014-10-16 11:31
对了你还在杭州么,妈的,上次去杭州玩了三天,忘了找你~
强者为尊,弱者,死无葬身之地
点赞  2014-10-16 11:35
引用: 辛昕 发表于 2014-10-16 11:31
基本拓扑结构应该是

网关+节点

辛昕:

我也是贴了一些芯片的东西给大家来讨论,我自己的一些理解基本上是这样的

所有的节点无线网络都是6lowpan也就是走ipv6的包,为了融合有一些边界路由器可以理解为网关
6lowpan是个mesh网,所以终端节点/路由节点本质上是一个东西,只不过路由节点是一个可提供路由功能的终端节点。

我们只要两种硬件载体:普通节点(路由/终端)+边界路由(网关)

边界路由主流一点就是ipv6---ipv4(wifi/rj45)转换,这个contiki有example可以参考的

我还想添加一些其他的边界路由,比如ipv6---plc/can等等


所以要求我们的平台MCU要强一点,毕竟路由节点会需要更多的资源,用于维护路由表等等,这里我要说一下我主要采用两个名称:路由节点+边界路由

所有的6lowpan节点都称为路由节点(可做控制/传感,提供ipv6路由功能)

所有的各种网关统称为边界路由(可融合到ipv4/plc/can)

这样看起来是否会清晰一些呢,非常期待你加入一起玩玩啊

电工
点赞  2014-10-16 11:52
引用: lyzhangxiang 发表于 2014-10-16 11:52
辛昕:

我也是贴了一些芯片的东西给大家来讨论,我自己的一些理解基本上是这样的

你手头是不是已经得到一整套的环境和工具啥的。
有没啥资料,都发来看看。

发现好几个概念我都很陌生

比如 边界路由
强者为尊,弱者,死无葬身之地
点赞  2014-10-16 13:43
哦,明白了
你说的 边界路由 就是我说的 网关。

我对路由的理解 来源于 以前匆匆看过的 计算机网络 那本书里的概念。

基本上也就是你说的那种,确实就是一个节点。
强者为尊,弱者,死无葬身之地
点赞  2014-10-16 13:46
刚忍不住又多看了看。

貌似 6lowpan 就是专门为了 桥接 802.15.4 和 传统 rj45/wifi这类用的。
那就是说 网关就是用它做咯?

然后按你的说法就是 连 节点 也都是 6lowpan,这样当然更好,都一体的吗。

至于价格啥的,我觉得既然是玩,也就无所谓了,估计买一两套做开发用也不会多太多。

看的时候很不自觉的老是在想 这样做是为了解决什么问题,有没更低廉更简单的方案——不过仔细想想,加上以前做zigbee的失败经验,确实觉得没什么好想的。
ipv6确实是趋势,而 wsn融入ip也是大势所趋。。。。。。。

所以我的想法是既然要玩那就玩吧。

一个人的时候没啥底就算了(我还是老是在纠结代码如何写更优美这些看起来非常不靠谱不踏实的事情)
,但是如果有一个靠谱的哥们一起,想想也觉得倍儿有底。

今天没之前靠谱了,上班也忍不住看这个,你是在忙吧,晚上好好聊聊,qq见吧,如果不是太忙的话,我租房的网差得跟打了鸡血一样,还好扣扣还行......
强者为尊,弱者,死无葬身之地
点赞  2014-10-16 14:38
ps:
此前我在想这个事情的时候,想的还是很简单很老套的思路

用lwip实现 ip协议栈。。。。那估计就是 ipv4版本,不过我觉得那一定是疯了~~
强者为尊,弱者,死无葬身之地
点赞  2014-10-16 14:39
12下一页
电子工程世界版权所有 京B2-20211791 京ICP备10001474号-1 京公网安备 11010802033920号
    写回复