Dieses Paket enthält die Software zum Artikel Funkübertragung mit IEEE 802.15.4 Transceivern - nicht nur für Profis im Embedded Projects Journal Nr. 14, S. 22. Das Heft steht als PDF zum Download bereit.

Schritt 1: Software Installation

Folgende Pakete werden benötigt:

uracoli-epj00-1.0.zip

der Qelltext des Temperaturloggers.

AVR-Toolchain

avr-gcc und avr-binutils mit Unterstützung für den Controller ATmega128RFA1.

Atmel-Studio oder avrdude

zum Flashen der Firmware

Python 2.x + pyserial

für den Webserver.

Anders als im Artikel beschrieben, ist für das Demoprojekt nur das Paket uracoli-epj00-1.0.zip erforderlich. Es enthält alle benötigten Quellen.

Zunächst wird das Paket entpackt, dabei entsteht das Verzeichnis uracoli-epj00-1.0.

$ wget http://download.savannah.nongnu.org/releases/uracoli/uracoli-epj00-1.0.zip
$ unzip uracoli-epj00-1.0.zip

Nach dem Entpacken befindet sich die folgende Verzeichnisstruktur auf der Festplatte.

uracoli-epj00-1.0
|-- inc .................. µracoli Include-Dateien
|   `-- boards
|-- src .................. Quellen + Makefile der Library
|   |-- libioutil
|   `-- libradio
|-- tlogger .............. Quellen + Makefile des Temperaturloggers
|                          und die Script webserver.py und nodeaddr.py
`-- wuart ................ Quellen + Makefile des Wireless UART

Schritt 2: Firmware des Gateway-Knotens

Auf dem Gateway-Knoten wird die Wireless-UART-Firmware installiert. Die Firmware wird mit den folgenden Kommandos compiliert und es ensteht das File bin/wuart_radiofaro.hex:

$ make -C src/ radiofaro
$ make -C wuart/ radiofaro

Um nun die Parameter der Funkschnittstelle dauerhaft im Flash des Controllers zu speichern, wird das Script nodeaddr.py verwendet, mit dem der Konfigurationsdatensatz am Ende des Flash-Speichers erzeugt wird. Das modifizierte HEX-File wird danach auf den Controller geflasht.

$ python tlogger/nodeaddr.py -B radiofaro \
                             -p 0x1234 -a 0 \
                             -c 17 \
                             -f bin/wuart_radiofaro.hex \
                             -o w.hex

$ avrdude -P usb -p m128rfa1 -c jtag2 -U w.hex

Als Gateway-Knoten kann auch jedes andere der von µracoli unterstützte Board verwendet werden. Ein Liste der Boards erhält man mit

$ make -C wuart/ list

Soll die WUART-Firmware z.B. für den RZUSB-Stick von Atmel überstetzt werden, sind folgende Kommandos erforderlich:

$ make -C src/ rzusb
$ make -C wuart/ rzusb
$ python tlogger/nodeaddr.py -B rzusb \
                             -p 0x1234 -a 0 \
                             -c 17 \
                             -f bin/wuart_rzusb.hex \
                             -o w.hex
$ avrdude -P usb -p usb1287 -c jtag2 -U w.hex

Schritt 3: Firmware des Sensor-Knotens

Die Firmware für die Sensorknoten wird analog wie die Gateway-Firmware erzeugt. Dabei ist zu beachten, dass die mit dem Parameter -a angegebene Adresse für jeden Knoten vor dem Flashen zu ändern ist.

$ make -C src radiofaro
$ make -C tlogger radiofaro

# Flash node #1
$ python tlogger/nodeaddr.py -B radiofaro \
                                  -p 0x1234 \
                                  -a 1 \
                                  -c 17 \
                                  -f bin/tlogger_radiofaro.hex
                                  -o t.hex

$ avrdude -P usb -p m128rfa1 -c jtag2 -U t.hex

# Flash node #2
$ python tlogger/nodeaddr.py -B radiofaro \
                                  -p 0x1234 \
                                  -a 2 \
                                  ....
$ avrdude -P usb -p m128rfa1 -c jtag2 -U t.hex

# Flash node ......

Ähnlich wie schon zuvor bei der der WUART-Firmware kann der Temperaturlogger auch auf anderen Boards mit ATmega128RFA1 installiert werden. Die unterstützten Boards werden mit dem folgendem Befehl angezeigt:

$ make -C tlogger list

Die Erzeugung der Firmware für das xxo Board sieht dann wie folgt aus:

$ make -C src xxo
$ make -C tlogger xxo
$ python tlogger/nodeaddr.py -B xxo \
                                  -p 0x1234 \
                                  -a 1 \
                                  -c 17 \
                                  -f bin/tlogger_xxo.hex
                                  -o t.hex
$ avrdude -P usb -p m128rfa1 -c jtag2 -U t.hex
$ ...

Schritt 4: Test der Funkkomunikation

Der Gateway-Knoten wird an den PC angeschlossen und der virtuelle COM-Port in einem Terminal-Programm geöffnet. Die Portparameter sind 38400 8N1, ohne Handshake. Danach sollte im Terminal aller 1s die folgenden Ausschriften zu lesen sein:

Wuart 0.3 chan=17 radio 83.04 cfg F
ADDR=0002, T=19.9, V=2.63
ADDR=0002, T=20.3, V=2.63
ADDR=0002, T=20.1, V=2.63
ADDR=0002, T=20.1, V=2.63
ADDR=0002, T=19.9, V=2.63
ADDR=0002, T=19.9, V=2.63

Schritt 5: Test des Webservers

Das Python-Script tlogger/webserver.py implementiert einen Webserver, der die Sensordaten-Daten von der seriellen Schnittstelle des Gateway-Knotens liest und als Webseite auf dem entsprechenden HTTP Port ausgibt. Man kann die Webseite unter Angabe der URL http://localhost:8081 im Web-Browser anzeigen.

Das Script lädt seine Parameter aus der Config-Datei webserver.cfg, die an die lokalen Gegebenheiten anzupassen ist.

[settings]
http_port = 8080                          <1>
http_port_max = 8086

serial_port = /dev/ttyUSB0                <2>
baudrate = 38400

html_header = ...                         <3>
html_footer = ...
html_error_404 = ...

table_header = ...
table_row_std = ...
table_row_tmo = ...
table_row_err = ...
table_footer = ...

[labels]                                  <4>
0x0001 = Labor
0x0002 = Server-Raum

  1. Die Parameter http_port und http_port_max geben an, welchen Port der Webserver verwendet. Sollte der Port 8080 bereits durch einen anderen Dienst verwendet sein, wird versucht den Webserver auf Port 8081 zu starten, u.s.w.

  2. Der Parameter serial_port gibt den Namen der seriellen Schnittstelle des Gateway-Knotens an (unter Windows COMx). Mit dem baudrate wird die Übertragungsgeschwindigkeit eingestellt.

  3. Die Parameter html_header, html_footer, html_error_404, table_header, table_row_{std|tmo|err}, table_footer beinhalten HTML-Templates, die der Webserver zum Erzeugen der Seite verwendet.

  4. Im Abschnitt labels der Config-Datei werden den Adressen der Sensorknoten symbolische Namen zugeordnet.

Der Start erfolgt einfach mit dem Befehl python webserver.py:

$python webserver.py
reading config file webserver.cfg
processing config data
open serial port /dev/ttyUSB0:38400
 - failed to open port 8080
HTTP server running on port 8081

Alternativ kann auch ein anderer Dateiname für das Config-File verwendet werden. Das Python-Script wird dann mit

python webserver.py -C myfile.cfg

aufgerufen.

Zusammenfassung

Mit dem vorliegenden Software-Paket kann eine Umgebung zur webgestützten Anzeige von Sensordaten aufgebaut werden. Die Verwendung des ATmega128RFA1 als drahtloses Funkthermometer ist dabei nur eines von vielen möglichen Anwendungsbeispielen.

Wenn es Fragen zum Paket gibt, können diese im Thread zum Artikel unter http://www.mikrocontroller.net/topic/epj-14-seite-22 gestellt werden.

Viel Spass beim Experimentieren wünscht das µracoli-Team.