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Cartes iM880 avec RIOT OS

RIOT OS

RIOT OS est un système d'exploitation pour les systèmes embarqués et les objets connectés. Il supporte de nombreux architectures, CPU, boards, composants (capteurs, actionneurs).

On s'intéresse à RIOT-OS car il offre:

  • plus de souplesse en terme de programmation (un OS, pile IP, support d'autres technologies wireless, timer, serial, ...)
  • le support de nombreuses plateformes
  • beaucoup d'applicatifs
  • ...

Il supporte notamment le module IMST iM880b.

Le module iM880a n'étant pas supporté par défaut dans le dépôt officiel: on se base sur la plateforme iM880b qui est quasi similaire.

(Merci de vous référer aux paramètres de configuration de la section précédente pour l'adaptateur USB notamment.)

Installation de RIOT OS

mkdir -p github/RIOT-OS
cd github/RIOT-OS
git clone git://github.com/RIOT-OS/RIOT.git
cd RIOT
RIOT_BASE=$(pwd)

Sur MacOS, récupérez une version récente de make

brew install make
PATH="/usr/local/opt/make/libexec/gnubin:$PATH"

2 applications : 1 LoRa et 1 LoRaWAN

Les 2 applications existantes pour LoRa dans RIOT sont :

Pour compiler et flasher, on suit les étapes suivantes :

Pour le test LoRa de base

make BOARD=im880b DRIVER=sx1272 -C tests/driver_sx127x # pour l'exemple LoRa de base
arm-none-eabi-objcopy -O binary ${RIOT_BASE}/tests/driver_sx127x/bin/im880b/tests_driver_sx127x.elf tests_driver_sx127x.bin # conversion format .elf au format .bin
st-flash write tests_driver_sx127x.bin 0x8000000

Pour le test LoRaWAN

make BOARD=im880b LORA_DRIVER=sx1272 -C tests/pkg_semtech-loramac # pour l'exemple LoRaWAN
arm-none-eabi-objcopy -O binary ${RIOT_BASE}/tests/pkg_semtech-loramac/bin/im880b/tests_pkg_semtech-loramac.elf tests_pkg_semtech-loramac.bin # conversion format .elf au format .bin
st-flash write tests_pkg_semtech-loramac.bin 0x8000000

Pour un accès direct aux firmwares : (tests_driver_sx127x.bin), (pkg_semtech-loramac.bin)

Pour vérifier le bon fonctionnement, connectons nous sur le lien série afin d'accéder au shell RIOT.
Sous OSX, plusieurs solutions sont possibles. On a retenu la suivante :

  • on installe minicom : brew install minicom
  • on configure minicom
    • minicom -s (Pour accéder à l'aide, il faut utiliser Esc-Z à la place de Meta-Z)
    • menu "Serial port setup" et on modifie les paramètres par défaut comme suit
      A - Serial Device : /dev/tty.wchusbserial1410 E - Bps/Par/Bits : 115200 8N1 F - Hardware Flow Control : No G - Software Flow Control : No
    • on sauvegarde via le menu "Save setup as dfl"
    • on quitte minicom
  • on règle les problèmes de retour à la ligne en ajoutant à $HOME/.minirc.dfl la ligne suivante
    pu addcarreturn Yes

minicom nous donne accès au lien série et au shell de RIOT.

Pour expérimenter, il ne reste plus qu'à suivre les instructions de l'exemple LoRa (readme driver_sx127x) ou LoRaWAN (readme pkg_semtech-loramac).
Nous testons la procédure OTAA sur TTN dans la section suivante.

RIOT + LoRaWAN (OTAA on TTN)

Les notes ci-dessous viennent compléter les instructions du readme pkg_semtech-loramac

Pour permettre à un noeud de se connecter à TTN selon la procédure OTAA, il faut suivre les étapes suivantes :

  1. Enregistrer le noeud sur TTN : https://www.thethingsnetwork.org/docs/devices/registration.html
  2. Programmer Device EUI, App Key et App EUI sur le noeud : https://github.com/RIOT-OS/RIOT/tree/master/tests/pkg_semtech-loramac#using-the-shell
  3. Observer les messages de join dans l'interface de TTN accessible via le menu Applications > Application\_Name > Devices > Device\_Name > Data
  4. Générer des messages coté noeud
    • riot$ loramac set dr 0 (cf. tableau datarate Europe) pour toucher les GW les plus éloignées
    • riot$ loramac tx hello
  5. Voir les messages coté interface TTN
    • TIP: In the Payload formats > Payload format of your application console, select the Custom payload format and in the Decoder text edit, add the following decoding javascript function:
function Decoder(bytes, port) {
  var message = "";

  for  (var i=0; i < bytes.length; i++) {
    message += String.fromCharCode(bytes[i]);
  }
  var decoded = {};
  decoded.message = message;
  return decoded;
}

Pour aller plus loin, un tutoriel parfait : https://github.com/riot-os/riot-course#content-of-the-course avec des slides plus spécifique sur LoRa.

Mettons en oeuvre un firmware se connectant en OTAA avec des EUI en dur et envoyant ensuite un message toutes les 20s : https://github.com/RIOT-OS/riot-course/tree/master/exercises/riot-lorawan/simple

  1. compiler et flasher le firmware

    cd ~/github/RIOT-OS
    git clone --recursive https://github.com/riot-os/riot-course
    cd riot-course/exercises/riot-lorawan/simple/.solution
    git apply add-deveui-appeui-appkey.patch #to fix the DEVEUI, APPEUI and APPKEY (add-deveui-appeui-appkey.patch)
    make BOARD=im880b DRIVER=sx1272
    st-flash --format ihex write bin/im880b/lorawan.hex (lorawan.hex)

  2. alimentons la carte à l'aide des piles (ne pas oublier le jumper pour activer l'alimentation par les piles)

  3. observons les paquets émis dans la console applicative de TTN https://console.thethingsnetwork.org/applications/application_name/devices/device_name/data

  4. le bouton reset permet de rebooter le noeud

D'autres scénarios sont envisageables :

TODO