【开源】基于 STM32 + RT-Thread 的 6LoWPAN 无线自组网方案

sunnydragon · 发表于 2018-7-22 21:50:36

本帖最后由 sunnydragon 于 2018-7-22 21:50 编辑

背景

自组网的需求在工业工控、智能家居等领域都很常见。提到自组网，很容易联想到常见的自组网协议 Zigbee ，但由于种种原因，Zigbee 的发展速度很慢。大家逐渐的把焦点聚焦到 6LoWPAN 技术上。

6LoWPAN (IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks) 作为物联网的一种协议方式，已经发展了很多年。使用这项技术后，所有节在点网络层通过 IPv6 联系起来，组网方式更加标准化，极大的方便了上层应用的开发。一些 RF-SoC （例如：CC1310）都有对应的协议栈，最常见就是基于 Contiki 。

为什么基于 RT-Thread

Contiki 的协程式编程方式虽然省了资源，但是跟常规的 RTOS 编程方式差距很大，如果自己之前做过一些基于 RTOS 的代码，可能也没法拿到 Contiki 上用了。

这里选择 RT-Thread 的原因是：

RT-Thread 作为起步较早国产的 RTOS ，成熟、稳定、可靠，工业产品很看重这点
同时还有国内最大的嵌入式开源软件社区，解决问题（尤其是新技术）、寻找大牛都很方便
再加上，之前很多项目也都是基于 RT-Thread ，对其内部有一定的了解，这也能让我们从技术角度，解决 RT-Thread 与 Contiki 的共存问题。

为什么选择 STM32

常见的 RF-SoC 都已经支持好了 Contiki ，这点是不错，但是主要问题是这些 RF-SoC 资源都非常的小，如果项目单一的业务还好，但如果又需要 GUI ，又要跑文件系统。此时只能选择 资源较多的常规 MCU + RF IC 的方式，协议栈跑在 MCU 上。

介绍

这个开源项目被命名为 ART-6LoWPAN ，由我们 ART-6LoWPAN 开发团队独立自主研发完成。项目最早是从 2017年8月开始，在此期间，相关技术都已经在产品上做过充分的验证。这也是一个软件和硬件全开源的项目，也希望通过这个项目，降低 6LoWPAN 的应用门槛。还可以利用本项目提供的类 Arduino 的开发板，加速产品原型设计的验证过程。

另外，不得不提一下，在去年 11 月底，中共中央办公厅国务院办公厅印发了《推进互联网协议第六版（IPv6）规模部署行动计划》。这说明了国家当前对于 IPv6 的重视，对我们团队也是一种极大的鼓舞，希望 IPv6 在物联网领域的应用会越来越广。

功能特点

采用 6LoWPAN 协议，节点支持 mesh 组网，并支持 IPv6
Sub-1G 频段，传输距离远，穿墙性能更好
兼容 Arduino 接口，灵活接入更多传感器，加速产品原型设计的验证
基于 RT-Thread 3.0 物联网操作系统，丰富的组件及设备驱动，开发更容易
支持动态运行 Python 脚本，极强的可玩性
软件代码（Eclipse/IAR/Keil(暂不完整)）、硬件设计资料全部开源，量产级要求，高质量开源

应用场景

远距离、多节点数据采集
无线信号穿墙性能要求较高的设备间通信
支持 Sub-1G 频段的多功能网关

项目展示
原理图

项目开源硬件的引脚关系图

测试节点全家福

无线通信测试

边界路由：节点树

边界路由：ping 节点

应用层：CoAP 通信演示

IAP 在线升级

MicroPython 固件演示

文档

Markdown 格式，位于 /docs 下。在线文档：https://github.com/ART-6LoWPAN/art-6lowpan/tree/master/docs/zh

下载

实时最新代码及资料请关注 GitHub 仓库：https://github.com/ART-6LoWPAN/art-6lowpan

本坛下载：

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:36:15

提示：配套的开发板硬件目前存货很少。大家如果配套开发板硬件，请将需求数量跟帖留言。

后续如果量大，可以考虑小批量或者众筹一下。

sunnydragon · 发表于 2019-3-19 17:16:54

大家注意一下，楼主位压缩包内的 PCB 文件近期有更新，最新版位于 GitHub：https://github.com/ART-6LoWPAN/art-6lowpan ，务必去 GitHub 下载最新版本。

登云钓月 · 发表于 2018-7-22 22:06:31

正想研究这个呢支持楼主

qtechzdh · 发表于 2018-7-22 22:06:57

支持，大写的服

dswkl11 · 发表于 2018-7-22 22:07:42

不错，收藏先，最近物联网有点火

ywlzh · 发表于 2018-7-22 22:12:16

厉害了

elecfun · 发表于 2018-7-22 22:14:51

楼主每次都带来神作啊，强！！！

shh6899 · 发表于 2018-7-22 22:20:50

大牛啊，

ibichao · 发表于 2018-7-22 22:58:04

牛x，这些功能楼主都参与实现了，还是一部分?

honami520 · 发表于 2018-7-22 22:59:58

这个楼主真是强大，关注你好几年了。只要上来就是重磅炸弹

fuu · 发表于 2018-7-22 23:08:14

赞楼主的开源精神，发布了好多实用的资料

bad_fpga · 发表于 2018-7-22 23:12:43

楼主大牛，好东西啊，谢谢

Excellence · 发表于 2018-7-22 23:15:17

谢谢分享。。。。。。。

机器人天空 · 发表于 2018-7-22 23:22:28

只有我一个人看到的图片是这样的吗

solojimes · 发表于 2018-7-22 23:32:01

sub 1ghz 传输距离一般是多少

zkaifa · 发表于 2018-7-22 23:34:30

支持，学习了，mark

chenweihx · 发表于 2018-7-22 23:58:08

这个强大

newkey · 发表于 2018-7-23 00:12:41

楼主牛！

liangws201 · 发表于 2018-7-23 01:23:43

学习啦！！！

kangzou1012 · 发表于 2018-7-23 05:22:14

很强大，强烈支持

pchf005 · 发表于 2018-7-23 06:00:25

红红火火

lrzxc · 发表于 2018-7-23 06:37:19

先加入收藏了

just_lou · 发表于 2018-7-23 07:10:51

恭喜楼主

fengyunyu · 发表于 2018-7-23 07:51:13

厉害，技术大牛！

weiwei4 · 发表于 2018-7-23 07:52:54

谢谢分享

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 08:20:35

ibichao 发表于 2018-7-22 22:58
牛x，这些功能楼主都参与实现了，还是一部分?

都参与了。甚至很多技术的实现都是世界首创，比如：

Contiki 这类协程式 OS 与 RTOS 的融合

MicroPython 在 RT-Thread 上的移植

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 08:24:38

honami520 发表于 2018-7-22 22:59
这个楼主真是强大，关注你好几年了。只要上来就是重磅炸弹

哈哈，以前都是纯软件类开源项目呢。这个项目周期有点长，主要时间花在了射频调试及协议栈部分。

等底层基础做好了，应用层直接用 CoAP 这类协议，确实很方便呢。

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 08:25:59

机器人天空发表于 2018-7-22 23:22
只有我一个人看到的图片是这样的吗

重新刷新试试呢？我在手机和电脑上看都没有问题呢。

Mickey25 · 发表于 2018-7-23 08:27:33

赞楼主的开源精神

Gohome_soon · 发表于 2018-7-23 08:28:23

支持个，前一段时间研有个项目要使用这个，然后研究了下，后面放弃了，太复杂了，有没有详细的资料

bdllllll · 发表于 2018-7-23 08:29:37

sunnydragon 发表于 2018-7-23 08:25
重新刷新试试呢？我在手机和电脑上看都没有问题呢。

用IE打开没有问题

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 08:30:00

solojimes 发表于 2018-7-22 23:32
sub 1ghz 传输距离一般是多少

距离还是相当可观的，按照模块厂家的说法 100mW 功率 1km 是没有问题。

选择 sub 1ghz 主要原因是穿墙性能好，项目要应用于大楼中，普通的 2.4G 通信一堵实体墙就差不多不行了。

这里的 sub 1ghz 用的 433M 频段，100mW 功率情况，实测 3 堵半米厚的实体墙都没有问题。

在加上软件层面上，还有自组网协议，较远的节点可以跳传，所以覆盖面又大大提高了。

4058665 · 发表于 2018-7-23 08:32:55

楼主又出精品了收藏了

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 08:34:40

Gohome_soon 发表于 2018-7-23 08:28
支持个，前一段时间研有个项目要使用这个，然后研究了下，后面放弃了，太复杂了，有没有详细的资料 ...

你指的是 6LoWPAN 协议栈吗？

我建议先从应用入手，比如使用 CoAP 发送设备传感器数据到边界路由，再在电脑上查看。

主观上对 6LoWPAN 能实现的功能有一定认识以后，再去深入了解底层。

tangmintm8013TM · 发表于 2018-7-23 08:35:23

不错厉害！

Shampoo · 发表于 2018-7-23 08:42:36

正想搞无线自组网，感谢楼主！

天荒 · 发表于 2018-7-23 08:49:14

赞一个，好好加油

mdcao · 发表于 2018-7-23 08:50:28

楼主出品必属精品，关注围观

dswkl11 · 发表于 2018-7-23 08:52:47

sunnydragon 发表于 2018-7-23 08:20
都参与了。甚至很多技术的实现都是世界首创，比如：

Contiki 这类协程式 OS 与 RTOS 的融合

板子有卖不？

diyeyuye · 发表于 2018-7-23 08:54:15

楼主是中国开源界的大神啊！超赞！

jacktau · 发表于 2018-7-23 09:04:44

感谢共享，楼主必是RT-Thread的技术大牛或元老之一！

asbzhang · 发表于 2018-7-23 09:09:10

楼主出品，必属精品。

su33691 · 发表于 2018-7-23 09:14:49

楼主牛人，膜拜中。。。

guxingganyue · 发表于 2018-7-23 09:23:00

大作品，谢谢分享，改天研究一下

lghtjpu · 发表于 2018-7-23 09:23:21

6LoWPAN部分能否做出RTT的一个包呢，然后能跑RTT的硬件都可以跑6LoWPAN了？

sup888 · 发表于 2018-7-23 09:24:45

膜拜一下，打算使用lora模块，如果不用他们的网关芯片，组网起来很麻烦。考虑是不是可以换个方案

小应电子 · 发表于 2018-7-23 09:46:53

感谢楼主之前就看到了一直不见楼主宣传

lghtjpu · 发表于 2018-7-23 10:49:25

sup888 发表于 2018-7-23 09:24
膜拜一下，打算使用lora模块，如果不用他们的网关芯片，组网起来很麻烦。考虑是不是可以换个方案 ...

硬件用LORA，软件用6LAWPAN可以吧

txl216 · 发表于 2018-7-23 10:50:05

楼主这个做的不错，很给力。

wsg · 发表于 2018-7-23 11:10:49

lghtjpu 发表于 2018-7-23 10:49
硬件用LORA，软件用6LAWPAN可以吧

lora声称的距离的确是远，实际上感觉也缩水的厉害。

sup888 · 发表于 2018-7-23 12:03:41

wsg 发表于 2018-7-23 11:10
lora声称的距离的确是远，实际上感觉也缩水的厉害。

距离远之后，空中速率慢的难以接受。

hyghyg1234 · 发表于 2018-7-23 13:42:50

太牛了，我又要站到巨人的肩膀上了。

just_lou · 发表于 2018-7-23 13:49:00

lghtjpu 发表于 2018-7-23 10:49
硬件用LORA，软件用6LAWPAN可以吧

lora用在物理层可以！但感觉怪怪的，loraWAN用lora主推星型网的！

dreamc · 发表于 2018-7-23 13:49:35

6666，收藏了

whxiaowang · 发表于 2018-7-23 13:56:18

这东西开发的牛！！！

mypc16888 · 发表于 2018-7-23 15:49:48

厉害，很给力，666

hyz_avr · 发表于 2018-7-23 15:58:59

机器人天空发表于 2018-7-22 23:22
只有我一个人看到的图片是这样的吗

只有你这样,啥浏览器.

xyz2008 · 发表于 2018-7-23 16:06:07

好东西，！！！！！！！！！！

机器人天空 · 发表于 2018-7-23 22:23:02

hyz_avr 发表于 2018-7-23 15:58
只有你这样,啥浏览器.

尴尬，win10自带IE

leiyitan · 发表于 2018-7-23 22:26:34

楼主大神出了不少精品了,早都记住armink这个名字了

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:32:38

dswkl11 发表于 2018-7-23 08:52
板子有卖不？

暂时没有。你需要几块，可以先记录着，后续量大，可以考虑小批量一下。

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:38:39

jacktau 发表于 2018-7-23 09:04
感谢共享，楼主必是RT-Thread的技术大牛或元老之一！

呵呵，用 RT-Thread 确实有一些年头了。

从 2010 年的 0.3.2 版本就一直开始用了。RT-Thread 带来的技术改变确实非常大。

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:39:28

rerainings 发表于 2018-7-23 09:11
这个板子有卖的？

暂时没有。你需要几块，可以先记录着，后续量大，可以考虑小批量一下。

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:40:40

lghtjpu 发表于 2018-7-23 09:23
6LoWPAN部分能否做出RTT的一个包呢，然后能跑RTT的硬件都可以跑6LoWPAN了？

后续是有这样的计划呢。

正好 RT-Thread 最近刚刚新推出的 SAL （Socket 抽象层）组件，跟这个项目结合起来，简直是绝配。

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:42:33

sup888 发表于 2018-7-23 09:24
膜拜一下，打算使用lora模块，如果不用他们的网关芯片，组网起来很麻烦。考虑是不是可以换个方案 ...

lora 在国家层面都逐渐被和谐掉了，继续选用确实要慎重呢。

而 IPv6 接下来这 10 年会是国家大力发展的方向。

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:44:33

小应电子发表于 2018-7-23 09:46
感谢楼主之前就看到了一直不见楼主宣传

哈哈~~一直没有发布，也是想让产品尽可能多多测试。我更看重稳定成熟的技术。

射频和协议栈之前都很少接触，调试测试起来确实也花了很长的时间。

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:46:28

lghtjpu 发表于 2018-7-23 10:49
硬件用LORA，软件用6LAWPAN可以吧

固定频率后，理论上是可以。可是这不是又违背了 LoRa 扩频特性的初衷嘛。

再说 LoRa 慢慢被国家边缘化，后续继续使用要慎重呢。

sunnydragon · 发表于 2018-7-23 22:48:02

just_lou 发表于 2018-7-23 13:49
lora用在物理层可以！但感觉怪怪的，loraWAN用lora主推星型网的！

是的。星型网络与 6LoWPAN 这种网状网络还是各有各的使用场景。

hongyao · 发表于 2018-7-24 02:20:15

楼主大牛，谢谢分享！mark

pulan · 发表于 2018-7-24 09:14:33

加上USB口的话，可以跑mircopython了

zhangling520 · 发表于 2018-7-24 09:21:39

大神，关注你的github很久了。。报个名！

板子需求数量：3

ZMHCISS · 发表于 2018-7-24 10:47:28

太厉害了，标记学习

Joetu · 发表于 2018-7-24 11:49:57

膜拜大神

guolun · 发表于 2018-7-24 11:59:52

膜拜大神。出学习套件吧。我要一套。

hyghyg1234 · 发表于 2018-7-24 12:03:07

期待楼主的套件，我预定3套。

unnormal · 发表于 2018-7-24 12:14:39

这个看上去不错支持一下

SUPER_CRJ · 发表于 2018-7-24 12:15:41

支持支持

didadida · 发表于 2018-7-24 14:50:39

感觉是未来的趋势啊

xiangbin099 · 发表于 2018-7-24 15:09:30

Mark，有时间一起研究一下

talkingbeast · 发表于 2018-7-24 15:14:29

楼主开源的都是重量级资料，很早就fellow楼主了，你这个项目刚在github上建立的时候我就关注了，没想到进展这么快，楼主这次当带头大哥直接做小批量把，统计每个人要多少套提前付款给你们，我要5套

marrt.80 · 发表于 2018-7-24 15:30:01

不错，收藏先

擦鞋匠 · 发表于 2018-7-24 15:32:12

楼主，请半蹲下来...否则，我如何爬到巨人的肩膀上...

戬邪 · 发表于 2018-7-24 16:36:09

在线参观大神

stely · 发表于 2018-7-24 17:12:16

这个不错，正在做lora项目。远距离无线自组网通信是个大趋势。有套件的话，来3块玩玩。

geek_Yatao · 发表于 2018-7-24 17:22:58

学习了。也想来块板子学习下。求3块，众筹或生产时带我一个

denike · 发表于 2018-7-24 17:33:00

赞楼主的开源精神，发布了好多实用的资料

lghtjpu · 发表于 2018-7-24 18:19:07

想请教下，一个网络可以容纳多少个节点呢？通讯速率又是怎样？如果几百个节点的情况下通讯延时会怎样？

32MCU · 发表于 2018-7-24 18:27:30

求3块。学习下。

XIUQIN · 发表于 2018-7-24 20:03:42

不错，一直关注！

jianbo513 · 发表于 2018-7-24 20:31:11

不错，支持楼主！！！

fsmcu · 发表于 2018-7-24 22:04:07

厉害，持续关注项目发展情况

lhhsea2004 · 发表于 2018-7-24 22:19:55

关注中，学习，支持楼主

add00 · 发表于 2018-7-24 23:15:03

厉害，收藏先！

sunnydragon · 发表于 2018-7-25 08:28:03

pulan 发表于 2018-7-24 09:14
加上USB口的话，可以跑mircopython了

不用 USB 也可以的哦~~

这里用的经过 RT-Thread 深度定制版本的 MicroPython ，有些功能甚至比原生的 STM32 MPY 固件还好玩。

这里有一些介绍 https://www.rt-thread.org/docume ... python/docs/README/

sunnydragon · 发表于 2018-7-25 08:30:44

talkingbeast 发表于 2018-7-24 15:14
楼主开源的都是重量级资料，很早就fellow楼主了，你这个项目刚在github上建立的时候我就关注了，没想到进 ...

多谢支持哈~这个项目其实除了 6LoWPAN 之外，还有些其他有意思的技术，学习和 DIY 两不误

sunnydragon · 发表于 2018-7-25 08:41:58

lghtjpu 发表于 2018-7-24 18:19
想请教下，一个网络可以容纳多少个节点呢？通讯速率又是怎样？如果几百个节点的情况下通讯延时会怎样？ ...

同一网内理论上的节点数是 65536

通讯速率可以根据 15.4 标准限制来设定，这里用的是 10K

几百个节点如果在同一网内，时延没有测试过，可以想象到延迟肯定会比较夸张。一般这么多节点都要分组组网，组与组之间再通过其他方式连接上。

pulan · 发表于 2018-7-25 08:42:25

sunnydragon 发表于 2018-7-25 08:28
不用 USB 也可以的哦~~

这里用的经过 RT-Thread 深度定制版本的 MicroPython ，有些功能甚至比原生的 ST ...

那通过接口放置python的那几个文件呢？好像也没办法生成hex文件啊

sunnydragon · 发表于 2018-7-25 08:51:19

pulan 发表于 2018-7-25 08:42
那通过接口放置python的那几个文件呢？好像也没办法生成hex文件啊

要使用 RT-Thread 的 ENV 工具，基于现有的 6LoWPAN 工程，生成带有 MicroPython 功能的新工程。

这里也有说明： https://www.rt-thread.org/docume ... ting_Started_Guide/

特别能吃 · 发表于 2018-7-25 08:54:03

看看先，谢谢楼主分享

billtian · 发表于 2018-7-25 09:33:15

基于 STM32 + RT-Thread 的 6LoWPAN 无线自组网方案牛学习一下

【开源】基于 STM32 + RT-Thread 的 6LoWPAN 无线自组网方案

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