IoT के लिए एक सार्वभौमिक सर्वर के रूप में 4G राउटर

आईसीआर -3200 श्रृंखला के राउटर को क्लासिक बंडल को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया है: एक एकल-बोर्ड कंप्यूटर + मॉडेम + राउटर। अब आप राउटर पर सीधे सभी आवश्यक तर्क चला सकते हैं। एक शक्तिशाली एआरएम प्रोसेसर के लिए धन्यवाद, 512 एमबी रैम और ~ 2 जीबी की आंतरिक फ्लैश मेमोरी, आप राउटर पर नोडज सर्वर भी शुरू कर सकते हैं!

सीरियल RS-232/485 इंटरफेस भी राउटर में बनाया गया है और पूरी रूट एक्सेस के साथ ऑपरेटिंग सिस्टम में तुरंत उपलब्ध हैं। निम्न स्तर के हार्डवेयर एपीआई के साथ काम करने के लिए देशी कार्यक्रमों और C / C ++ लाइब्रेरी के निर्माण के लिए एक खुला वातावरण भी उपलब्ध है।
नींद की गहरी क्रिया बैटरी ऊर्जा पर काम करते समय ऊर्जा की बचत करेगी: राउटर को केवल तभी सक्रिय किया जा सकता है जब संचार की वास्तव में आवश्यकता हो।

लेख में, हम डिवाइस के दिलचस्प कार्यों का विश्लेषण करेंगे और शेल स्क्रिप्ट से I / O इंटरफ़ेस के साथ काम करने का प्रयास करेंगे।

तकनीकी विनिर्देश

आईसीआर -3200 श्रृंखला के राउटर एक एकल हार्डवेयर प्लेटफॉर्म पर बनाए जाते हैं और पांच मॉडलों द्वारा दर्शाए जाते हैं जो एलटीई की आवृत्ति रेंज, वाई-फाई और जियोलोकेशन (जीएनएसएस) की उपस्थिति में भिन्न होते हैं। उपकरणों को एकल-बोर्ड कंप्यूटर के एक बंडल और एक राउटर के प्रतिस्थापन के रूप में तैनात किया गया है। एक शक्तिशाली प्रोसेसर और बड़ी मात्रा में रैम आपको राउटर पर सीधे संसाधन-गहन उपयोगकर्ता एप्लिकेशन चलाने की अनुमति देता है।

• कोर्टेक्स-ए 8 प्रोसेसर - 1 गीगाहर्ट्ज़, 32 बिट आर्किटेक्चर
• 512 एमबी रैम
• उपयोगकर्ता डेटा संग्रहीत करने के लिए 1.5 से 4 जीबी तक फ्लैश मेमोरी
• I / O पोर्ट्स - RS-232/485 इंटरफेस और डिजिटल I / O पोर्ट्स यूजर प्रोग्राम द्वारा उपयोग के लिए उपलब्ध हैं।

अलग से, एक आईसीआर -3211 बी मॉडल है जो एलटीई कैट मानक के अनुसार काम करता है। M1 ( NB-IoT )। एलटीई कैट प्रोटोकॉल। एम 1 को विशेष रूप से एम 2 एम समाधानों के लिए डिज़ाइन किया गया था, इसमें कम डेटा ट्रांसफर दर (375 केबी / एस) है, साथ ही साथ एक लंबी रेंज और कठिन इनडोर संचार स्थितियों में स्थिरता में वृद्धि हुई है। राउटर में एक अंतर्निर्मित आयनिस्टर (सुपरकैपेसिटर) होता है , जो पूरी तरह से बिजली आउटेज के बाद डिवाइस को थोड़े समय के लिए काम करने की अनुमति देता है।

गहरी नींद मोड

डीप स्लीप मोड आपको राउटर में एक ऐसी स्थिति में प्रवेश करने की अनुमति देता है जहां सभी प्रक्रियाएं जमी होती हैं और ऊर्जा बचाने के लिए हार्डवेयर को बंद कर दिया जाता है, जबकि डिवाइस के सभी कार्य बंद हो जाते हैं और साइड से यह पूरी तरह से बंद हो जाएगा। इस मोड में ऊर्जा की खपत 10 mW से अधिक नहीं है ।


^{स्लीप मोड में, राउटर लगभग ऊर्जा का उपभोग नहीं करता है और 3 सेकंड में उठता है}

जब आपको डेटा ट्रांसफर के लिए राउटर को जगाने की आवश्यकता होती है, तो यह ~ 3 सेकंड में उठता है । बेशक, सेलुलर नेटवर्क पर मॉडेम को पंजीकृत करने के लिए अतिरिक्त समय की आवश्यकता होगी, लेकिन यह राउटर को खरोंच से डाउनलोड करने की तुलना में काफी तेज है। यह विकल्प स्व-संचालित प्रणालियों के लिए उपयोगी है, जिनमें से अधिकांश निष्क्रिय हैं और कभी-कभी सक्रिय होते हैं, जैसे कि सक्रिय क्रियाएं, जैसे कि अलार्म या बैकअप इकाई।

जागना और सो जाना

नींद मोड मॉड्यूल के माध्यम से सोते और जागने का प्रबंधन होता है।

नींद मोड को नियंत्रित करने के 2 तरीके हैं:

• एक डिजिटल इनपुट के माध्यम से - इस मोड में, राउटर को बाहरी डिवाइस द्वारा नियंत्रित किया जाता है, जैसे कि माइक्रोकंट्रोलर। एक एलओवी सिग्नल द्वारा, राउटर एक डिजिटल इनपुट पर सो जाता है, और जब यह हाई प्राप्त करता है, तो यह उठता है, या इसके विपरीत। आप आकस्मिक स्विचिंग से बचाने के लिए एक प्रतिक्रिया टाइमआउट भी कॉन्फ़िगर कर सकते हैं।
• एक आंतरिक टाइमर के माध्यम से , राउटर समय को गिनता है और सही समय पर सो जाता है। एक-समय के संचालन या एक निश्चित अवधि के लिए डेटा डाउनलोड करने के लिए उपयोग करना सुविधाजनक है।

^{गहरी नींद विन्यास इंटरफ़ेस}

अंतिम सांस क्रिया

एक दूरस्थ साइट पर बिजली की विफलता विशेष रूप से अप्रिय हो सकती है क्योंकि यह स्पष्ट नहीं है कि साइट के साथ संचार उपलब्ध नहीं है। अंतिम Sigh फ़ंक्शन राउटर को पूर्ण बिजली आउटेज के बाद कुछ समय के लिए काम करने और एक संदेश भेजने की अनुमति देता है कि दुर्घटना हुई है और बैकअप पावर चालू नहीं हुआ है। अंतर्निहित आयनिस्टर के लिए धन्यवाद, जिसका संसाधन रिचार्जेबल बैटरी से बहुत अधिक है, इसे रखरखाव और प्रतिस्थापन की आवश्यकता नहीं है। यह पावर बैकअप सिस्टम के लिए उपयोगी है जहां विफलताएं संभव हैं और जब वोल्टेज पूरी तरह से खो जाता है तो इसका ट्रैक रखना महत्वपूर्ण है।


^{राउटर एक पूर्ण बिजली आउटेज के बाद भी बिजली की विफलता के बारे में एक संकेत भेजेगा}

बिजली के नुकसान की घटना का ठीक से जवाब देने के लिए, आपको किसी तरह इसके बारे में पता लगाना होगा।
वर्तमान आपूर्ति वोल्टेज या तो status sys शेल कमांड का उपयोग करके प्राप्त किया जा सकता है:

 $ status sys Firmware Version : 6.1.10 (2019-07-02) Serial Number : ACZ1100000623519 Profile : Standard RTC Battery : Ok Supply Voltage : 12.3 V # ←   Temperature : 37 C # ←    Time : 2019-08-16 16:21:18 Uptime : 0 days, 11 hours, 43 minutes 

या हार्डवेयर यूनिक्स I / O नियंत्रण (ioctl) और C / C ++ या किसी अन्य भाषा में एक प्रोग्राम का उपयोग करना।
तालिका आवश्यक हार्डवेयर रजिस्टरों के पते दिखाती है। वर्तमान आपूर्ति वोल्टेज एक पूर्णांक के रूप में, मिलीवोल्ट में वापस आ जाती है। कम स्तर के एपीआई का उपयोग इस मामले में तेजी से प्रतिक्रिया के लिए शेल स्क्रिप्ट के लिए बेहतर है। हार्डवेयर के साथ काम करने की विस्तृत जानकारी डेवलपर के गाइड में उपलब्ध है ।


^{एक ioctl अनुरोध जो वर्तमान आपूर्ति वोल्टेज लौटाता है।}

सीरियल इंटरफेस

दो सीरियल इंटरफेस राउटर में निर्मित होते हैं: RS-232 और RS-485। वे आपको अतिरिक्त स्ट्रैपिंग के उपयोग के बिना, सीधे परिधीय उपकरणों को राउटर से कनेक्ट करने की अनुमति देते हैं। उसी समय, पूर्ण-पूर्ण नोड-रेड या नोडेज सर्वर राउटर पर लॉन्च किया जा सकता है, जो अतिरिक्त कंप्यूटर और नियंत्रकों के बिना एक डिवाइस को एक सरल स्वचालन प्रणाली को तैनात करने की अनुमति देता है।



डिफ़ॉल्ट रूप से, दोनों इंटरफेस लिनक्स में मानक धारावाहिक उपकरणों के रूप में काम करने के लिए उपलब्ध हैं:

 ls -la /dev/ttyS* crw------- 1 root root 251, 0 Jan 1 1970 /dev/ttyS0 # ←  rs-232 crw------- 1 root root 251, 1 Jan 1 1970 /dev/ttyS1 # ←  rs-485 crw------- 1 root root 251, 5 Jan 1 1970 /dev/ttyS5 # ←   

सभी मानक पुस्तकालय अतिरिक्त सेटिंग्स के बिना इन उपकरणों का समर्थन करेंगे, जिसमें मोडबस-आरटीयू 2 टीसीपी मॉड्यूल और अन्य शामिल हैं।

कस्टम मॉड्यूल

कस्टम मॉड्यूल का उपयोग करके डिवाइस की कार्यक्षमता का विस्तार किया जा सकता है: यह पैकेज का सरलीकृत संस्करण है, केवल पैकेज मैनेजर के बिना। उपलब्ध मॉड्यूल की पूरी सूची https:// Lossech-bb.cz/products/software/user-modules पर उपलब्ध है।

मॉड्यूल वेब इंटरफेस के माध्यम से पैकेज फ़ाइल डाउनलोड करके मैन्युअल रूप से स्थापित किए जाते हैं:



वर्तमान में 73 मॉड्यूल उपलब्ध हैं। यहाँ कुछ दिलचस्प हैं:

• नोड-रेड एक एकल प्रणाली में विभिन्न औद्योगिक प्रोटोकॉल के संयोजन के लिए एक लोकप्रिय उपकरण है।
• Nodejs एक पूर्ण नोडज सर्वर है। एक बड़ी मात्रा में रैम और एक शक्तिशाली प्रोसेसर आपको राउटर पर सीधे मांग वाले एप्लिकेशन चलाने की अनुमति देता है!
• पायथन 2/3
• वेब शेल - आपको एक ब्राउज़र के माध्यम से कंसोल में काम करने की अनुमति देता है।
• Azure IoT SDK पायथन - Microsoft Azure IoT हब के लिए विकासशील कार्यक्रमों के लिए उपकरणों का एक सेट।

चूंकि राउटर की फर्मवेयर खुली है, डेवलपर्स अपने स्वयं के मॉड्यूल लिख सकते हैं, जिसमें वेब इंटरफ़ेस वाले भी शामिल हैं। संदर्भ सामग्री मॉड्यूल लेखन गाइड और कंपनी की वेबसाइट के डेवलपर अनुभाग में उपलब्ध है। संकुल के निर्माण की सुविधा के लिए, एक रेडीमेड क्रॉस-संकलन वातावरण उपलब्ध है।

शेल स्क्रिप्ट के माध्यम से हार्डवेयर संसाधन

सरल स्वचालन कार्यों के लिए, शेल स्क्रिप्ट का उपयोग करना सुविधाजनक है जिससे आप प्रकाश संकेत को नियंत्रित कर सकते हैं और डिजिटल पिन की स्थिति प्राप्त / सेट कर सकते हैं।

प्रकाश संकेत कमांड निष्पादन की वर्तमान स्थिति को दिखाने के लिए सुविधाजनक है। उदाहरण के लिए, डेटा ट्रांसफर इंडिकेशन - लगातार ब्लिंकिंग, कनेक्शन का प्रयास - दुर्लभ ब्लिंकिंग, सरल - लगातार रोशनी। नेतृत्व की आज्ञा पर विचार करें। इनपुट पर, यह केवल एक तर्क लेता है - एलईडी ब्लिंकिंग का प्रकार।

 # led led on|off|fast|slow 

यहाँ यह वास्तविक जीवन में कैसा दिखता है:


^{शेल कमांड के माध्यम से उपयोगकर्ता संकेतक ऑपरेटिंग मोड का प्रदर्शन}

डिजिटल पिन के साथ काम करने के लिए, io कमांड का उपयोग करें।

 $ io Usage: io [get <pin>] | [set <pin> <value>] io set out0 1 #    OUT0   1 (LOW) io get bin0 #     BIN0 

यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि इस मामले में तर्क उलटा है। तदनुसार, 1 = कम, 0 = उच्च। Io कमांड का उपयोग करके, हम आसानी से बैश स्क्रिप्ट से डिजिटल पिन के साथ काम कर सकते हैं और स्वचालन और नियंत्रण के लिए सरल तर्क का निर्माण कर सकते हैं।

डिजिटल इनपुट और संकेतक के साथ काम करने की सरलता के प्रदर्शन के रूप में, हम एक बेकार स्क्रिप्ट लिखेंगे जो एक एलईडी का उपयोग करके डिजिटल इनपुट की स्थिति प्रदर्शित करता है।

 #!/bin/bash while true do [ $(io get bin0) -eq 0 ] && led fast || led on done 

स्क्रिप्ट का सिद्धांत सरल है: यदि BIN0 राज्य 0 में है, तो डायोड अक्सर जलता है, अन्यथा यह लगातार जलता है। यहाँ है कि यह कैसा दिखता है:


^{एक संकेतक का उपयोग करके डिजिटल इनपुट की स्थिति को प्रदर्शित करने वाली बैश स्क्रिप्ट का प्रदर्शन।}

इस स्क्रिप्ट की प्रधानता के बावजूद, यह स्पष्ट रूप से दिखाता है कि कैसे एक पंक्ति में, अतिरिक्त सॉफ़्टवेयर, लाइब्रेरी और सेटिंग्स के बिना, आप डिजिटल इनपुट से इनपुट डेटा प्राप्त कर सकते हैं और उनका जवाब दे सकते हैं।

संदर्भ

• यह आलेख रूटर्स के नेटवर्क फ़ंक्शंस को प्रभावित नहीं करता है, जैसे कि बैलेंसिंग, फ़ेलओवर, वीपीएन इत्यादि, क्योंकि ये सभी विषय हमारे दूसरे लेख में पहले ही चर्चा कर चुके हैं: स्मार्टमोशन इंडस्ट्रियल 4 जी राउटर ।
  
• ICR-3211B राउटर के उपयोग का एक उदाहरण हमारे पहले लेख में है: हेलो, हैबर, हम एडाप्टेक हैं ।
  
• आप सामान्य ऑनलाइन स्टोर में उत्पादों की कीमतें देख सकते हैं। रूसी में खुद की वेबसाइट अभी तक तैयार नहीं है।
  

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