Программное обеспечение контроллеров Wiren Board
Страница продукта и магазин: Wiren Board 6
Сводная таблица характеристик
| Общее | |
|---|---|
| Процессор | NXP i.MX 6ULL 800 MHz Cortex A7
(версии 500MHz и 900MHz под заказ) |
| Память оперативная | DDR3 SDRAM 512 MB |
| Память энергонезависимая | 4 GB eMMC |
| Габариты | |
| Ширина, DIN-юнитов | 6 |
| Габаритные размеры (Д x Ш х В) | 106 x 90 x 58 мм |
| Эксплуатация | Рабочая температура 0..+70 °С / -40..+85 °С (в зависимости от комплектации) |
| Интерфейсы | |
| RS-485 | 2 |
| CAN | 1 (мультиплексирован с RS-485) |
| Порты Wx (Интерфейс 1-Wire/дискретный вход) | 2 |
| Порты Ax (Дискретный / аналоговый вход / выход «открытый коллектор») | 4 |
| Коммуникации | |
| Ethernet 10/100 | 2 (1 с passive PoE) |
| USB Host | 2 |
| Wi-Fi 802.11n | 1 (AP, client)* |
| Bluetooth 4.0 | 1* |
| Сотовая связь | 2G / 3G / 2G+NB-Iot или без модема * |
| SIM-карты | 2 x micro SIM, одновременно в сети одна |
| Питание | |
| Напряжение | 9 - 48V DC |
| Схема питания | от входа с бОльшим напряжением |
| Входы питания | 2 на клеммах, 1 DC джек, 1 PoE (первый порт) |
| Выходы для питания внешних устройств | |
| Vout | входное питание - с ограничением тока,
программным отключением и контролем состояния |
| 5Vout | 5V - с ограничением тока,
программным отключением, измерением напряжения |
| Модульность | |
| Слоты для внутренних модулей расширения | 2 с клеммами, 1 без клемм |
| Другие разъемы | 1 - для внешних модулей ввода-вывода WBIO,
1 шт - для мезонинного модуля питания (АКБ) |
| Программное обеспечение в комплекте | |
| Операционная система | Debian Linux 9 Stretch. Mainline kernel 4.9. |
| Поддержка протоколов последовательных портов | Modbus RTU, протоколы Меркурий, Милур, Пульсар, ИВТМ и т.д. |
| Поддержка протоколов при установке модулей расширения | Z-Wave, KNX |
| Поддержка протоколов по IP | KNX IP, Modbus RTU-over-TCP, SNMP |
| Встроенный Web-интерфейс | Добавление устройств, настройки, визуализация, мнемосхемы |
| Сценарии | Правила wb-rules на JavaScript, редактирование через Web-интерфейс.
Поддержка сценариев на Node-RED |
| Визуализация | Табличное представление, мнемосхемы в встроенном Web-интерфейсе. |
| Мобильные устройства | Адаптивный веб-интерфейс.
Интеграция со сторонними мобильными приложениями: MQTT Dash, iRidium. Поддерживается сообществом пользователей: home kit. |
| Архив | Хранение истории значений каналов wb-mqtt-db, до 1GB данных |
| Обновление ПО | Отдельных компонентов через APT, целиком прошивки с
сохранением резервной копии через Web и USB-флеш |
| Отправка данных в ПО верхнего уровня | MQTT, Modbus TCP, Zabbix API и т.п. |
| Поддержка ПО верхнего уровня | SAYMON, Zabbix, Nagios, Unimon, Grafana, Master SCADA, Rapid SCADA и другие |
| Прочее | Простая установка тысяч пакетов из репозиториев
Debian, nodejs, python и т.п. |
Первое включение
- Прикрутите антенны GSM, Wi-Fi и 433 МГц (опционально) к разъёмам SMA.
- Установите одну или обе карты Micro-SIM (опционально). Ориентацию карты смотрите по срезанному углу.
- Подключите блок питания. Подробнее в разделе Питание.
Контроллер поставляется проинициализированным и готовым к работе. После включения индикатор контроллера светится зеленым непрерывно (подано питание, идет работа загрузчика), затем светится красным непрерывно (загрузка операционной системы). После загрузки индикатор будет мигать зелёным, что означает готовность к работе.
- Если контроллер долго лежал на полке после покупки, рекомендуем выполнить Обновление прошивки.
- Если вы забыли пароль, его можно сменить, см. Восстановление пароля пользователя root.
Как устроено ПО Wiren Board
Wiren Board работает под управлением Debian Linux. Для архитектуры используемого процессора есть официальный порт, поэтому любое стандартное Linux-приложение можно установить из репозитория одной командой apt install имя_пакета.
Все сервисы контроллера общаются между собой по общей «шине», в роли которой выступает Очередь сообщений MQTT.
По умолчанию установлены Веб-интерфейс Wiren Board, Движок правил wb-rules, а также драйвера и вспомогательные утилиты.
Опционально можно установить шлюзы для интеграции со SCADA-системами и сторонний софт. Полный список смотрите в Таблице поддерживаемых устройств, протоколов и программ.
Разработка своих решений
Вы можете разрабатывать своё ПО для контроллеров Wiren Board или собрать собственный образ прошивки с нужными вам настройками, лицензиями и пакетами. Свой образ прошивки можно установить в контроллеры самостоятельно штатными средствами, или мы можем делать это сразу на производстве при заказе отдельной партии.
Исходный код программного обеспечения контроллера доступен на GitHub. Там можно почерпнуть примеры для разработки собственного ПО.
Статьи:
- Обновление прошивки, информация для разработчиков — про структуру разделов и сборку собственного fit-файла.
- Как разрабатывать ПО для Wiren Board — статья для программистов.
- Использование встроенного крипточипа ATECCx08 и статья по теме на Хабре
- Описание протокола MQTT-RPC
Обновление прошивки и релизный цикл
Кратко о релизах
Программное обеспечение контроллеров Wiren Board состоит из множества пакетов, которые мы объединяем в релизы:
- Stable — стабильный релиз: обновление пакетов раз в три месяца и исправления критических ошибок. Рекомендуем для инсталляций, которые делает интегратор и которые работают сейчас.
- Testing — тестовый релиз: свежие версии пакетов с новыми функциями и исправлениями, но возможно и с новыми ошибками. Рекомендуем для активных пользователей (DIY), для инсталляций на стадии стройки и проектирования.
Стабильные релизы имеют номер вида wb-YYMM, где YY — год, а MM — месяц выпуска. Например, wb-2104 — релиз, выпущенный в апреле 2021 года.
Мы будем рады, если вы сможете присоединиться к использованию testing, ведь кроме получения новых фич вы поможете уменьшить количество ошибок в stable.
| Ветка | Имя |
|---|---|
| stable | wb-2401 • wb-2310 • wb-2307 • wb-2304 • wb-2207 • wb-2204 • wb-2201 • wb-2110 • wb-2108 • wb-2104 |
| testing | скользящий релиз, изменения |
Какой релиз на вашем контроллере
С завода на контроллерах Wiren Board установлен актуальный на момент производства стабильный релиз.
Узнать версию релиза можно в веб-интерфейсе контроллера в разделе Устройства в карточке устройства System или в консоли командой wb-release.
Переключение между релизами
Между релизами можно переключаться вручную. Сделайте резервную копию настроек, подключитесь к контроллеру через SSH и выполните одну из команд:
- Переход со стабильного на тестовый:
wb-release -t testing
- Переход с тестового на стабильный:
wb-release -t stable
После смены релиза рекомендуем перезагрузить контроллер на случай, если обновилось ядро, а также обновить страницу веб-интерфейса в браузере со сбросом кэша (Ctrl+F5 для Chrome), чтобы загрузилась обновленная версия.
Кроме этого, сменить релиз можно с помощью прошивки контроллера fit-файлом, способы и ограничения смотрите в инструкции по обновлению ПО для вашего контроллера.
Обновление прошивки контроллера и откат к заводским настройкам
Прошивку контроллера можно обновить или вернуть его к заводскому состоянию с удалением всех данных.
Все ревизии контроллера можно обновить через менеджер пакетов apt или веб-интерфейс, а в относительно свежих добавилась возможность обновления с флеш-накопителя и через Debug Network.
Инструкции:
- Как узнать ревизию контроллера
Ревизия контроллера в веб-интерфейсе. Устройства → System
Ревизия контроллера в консоли, при подключении по SSH. Сразу под баннером, зелёными цифрами 6.7.2
Ревизия контроллера на наклейке
Список сервисов и их назначение
Список сервисов, запущенных на контроллере, их статус и описание можно получить командой:
systemctl list-units --type=service
Про управление сервисами читайте в статье Диагностика ошибок в работе контроллера.
| Имя сервиса | Описание |
| avahi-daemon.service | Avahi mDNS/DNS-SD Stack |
| bluetooth.service | Bluetooth service |
| cgmanager.service | Cgroup management daemon |
| cron.service | Regular background program processing daemon |
| dbus.service | D-Bus System Message Bus |
| dnsmasq.service | dnsmasq - A lightweight DHCP and caching DNS server |
| getty@tty1.service | Getty on tty1 |
| hostapd.service | LSB: Advanced IEEE 802.11 management daemon |
| kmod-static-nodes.service | Create list of required static device nodes for the current kernel |
| knxd.service | KNX Daemon |
| mosquitto.service | Mosquitto MQTT v3.1/v3.1.1 Broker |
| netplug.service | LSB: Brings up/down network automatically |
| networking.service | Raise network interfaces |
| nginx.service | A high performance web server and a reverse proxy server |
| ntp.service | LSB: Start NTP daemon |
| rsyslog.service | System Logging Service |
| serial-getty@ttymxc0.service | Serial Getty on ttymxc0 |
| ssh.service | OpenBSD Secure Shell server |
| systemd-fsck-root.service | File System Check on Root Device |
| systemd-fsck@dev-mmcblk0p6.service | File System Check on /dev/mmcblk0p6 |
| systemd-journal-flush.service | Flush Journal to Persistent Storage |
| systemd-journald.service | Journal Service |
| systemd-logind.service | Login Service |
| systemd-modules-load.service | Load Kernel Modules |
| systemd-random-seed.service | Load/Save Random Seed |
| systemd-modules-load.service | Load Kernel Modules |
| systemd-random-seed.service | Load/Save Random Seed |
| systemd-remount-fs.service | Remount Root and Kernel File Systems |
| systemd-sysctl.service | Apply Kernel Variables |
| systemd-tmpfiles-setup-dev.service | Create Static Device Nodes in /dev |
| systemd-tmpfiles-setup.service | Create Volatile Files and Directories |
| systemd-udev-trigger.service | udev Coldplug all Devices |
| systemd-udevd.service | udev Kernel Device Manager |
| systemd-update-utmp.service | Update UTMP about System Boot/Shutdown |
| systemd-user-sessions.service | Permit User Sessions |
| user@0.service | User Manager for UID 0 |
| watchdog.service | watchdog daemon |
| wb-configs-early.service | prepare mounts and symlinks to config files |
| wb-configs.service | watch config files |
| wb-gsm-rtc.service | LSB: initscript to use GSM modem integrated RTC |
| wb-homa-ism-radio.service | LSB: MQTT driver for WB HomA for RFM69 ISM radio |
| wb-hwconf-manager.service | LSB: Hardware configuration with Device Tree overlays |
| wb-init.service | LSB: board-specific initscript |
| wb-mqtt-adc.service | MQTT Driver for ADC |
| wb-mqtt-confed.service | LSB: Configuration Editor Backend |
| wb-mqtt-db.service | Wiren Board database logger |
| wb-mqtt-gpio.service | MQTT Driver for GPIO-controlled switches |
| wb-mqtt-knx.service | LSB: : Wiren Board MQTT KNX bridge |
| wb-mqtt-logs.service | Wiren Board journald to MQTT gateway |
| wb-mqtt-mbgate.service | Wiren Board MQTT to Modbus TCP gateway |
| wb-mqtt-opcua.service | Wiren Board MQTT to OPC UA gateway |
| wb-mqtt-serial.service | MQTT Driver for serial devices |
| wb-mqtt-w1.service | Kernel 1-Wire MQTT driver for WB-HomA |
| wb-prepare.service | initialize filesystems at first boot |
| wb-repart.service | prepare partitions at first boot |
| wb-rules.service | MQTT Rule engine for Wiren Board |
| wb-systime-adjust.service | Compensation of systime in PPM from value, stored in device-tree (with opposite sign) |
| wb-watch-update.service | LSB: Firmware update monitor |
Модульность контроллера
Внутренние модули расширения — это небольшие платы, устанавливаемые внутрь корпуса Wiren Board 6 и расширяющие его функциональность: дополнительные порты RS-485, RS-232, релейные выходы и т. д.
В контроллере есть три слота для подключения модулей расширения двух разных типов. Для двух из этих модулей выведено по 3 внешних клеммника для каждого.
Модули ввода-вывода стыкуются с боковым разъемом на WB6 с правой стороны; каждый модуль добавляет к контроллеру от 8 до 16 цифровых или аналоговых портов.
Последовательно можно подключать до 8 модулей: до 4 модулей ввода (типа I) и до 4-х модуля вывода (типа O и IO).
Модуль резервного питания — дополнительная мезонинная плата, устанавливается вторым этажом в корпус на DIN-рейку. Содержит Li-Ion (Li-Pol) аккумулятор емкостью 2200 mAh, обеспечивает работу контроллера до 3 часов.
Беспроводные интерфейсы
Модуль сотовой связи — модем 2G (GPRS), 3G (UMTS) или NB-IoT устанавливается в контроллер при производстве. Требуется SIM-карта формата microSIM.
Модем позволяет отправлять и принимать SMS, подключаться к интернету. Работа с двумя SIM-картами в режиме мультиплексирования. В контроллерах Wiren Board 6.0 -6.4 Оба разъема находятся на боковой поверхности контроллера. В контроллере Wiren Board 6.5 разъем micro SIM 1 перенесен на передний ряд клеммников.
Модуль Wi-Fi в Wiren Board можно настроить на работу в одном из трёх режимов:
- режим точки доступа, включён по умолчанию (имя WirenBoard, без пароля, адрес контроллера в созданной сети: 192.168.42.1)
- режим клиента
- одновременная работа в режиме и точки доступа, и клиента
Модуль Bluetooth 4.0 (Bluetooth Low Energy) — можно отслеживать приближение других Bluetooth устройств, например, мобильного телефона или Bluetooth-метки.
USB-стик Z-Wave - подключается к USB-разъему и обеспечивает поддержку устройств стандарта Z-Wave.
Пакетное радио 433 МГц — радиомодуль RFM69H устанавливается в контроллер при производстве (в версиях до 6.4). Позволяет подключать к контроллеру устройства Noolite, датчики Oregon.
В версии WB6.5 доступен в виде модуля расширения.
Антенны Wi-Fi, GSM и радио 315/433MHz подключаются к разъемам SMA.
При слабом сигнале GSM рекомендуется использовать выносную антенну и располагать ее вдали от контроллера.
Проводные интерфейсы
Интерфейс Ethernet поддерживает скорость 10/100 Мбит/с. Контроллер Wiren Board 6 комплектуется двумя интерфейсами Ethernet.
Контроллер оборудован двумя портами USB 2.0 (A/F). Оба порта работают в режиме USB Host; в следующих версиях контроллера первый порт (ближний к Ethernet-разъему) будет поддерживать загрузку прошивки контроллера. Управление питанием отдельных USB-устройств см. в Питание USB-портов.
Интерфейс RS-485 — стандарт коммуникации по двухпроводной шине.
Контроллер имеет 2 порта RS-485 + можно добавить еще 2 порта модулями расширения RS-485 .
Статья RS-485:Физическое подключение поможет вам правильно выбрать и проложить кабели шины.
Настройка подключения устройств делается в веб-интерфейсе.
Стандартно в Wiren Board с подключёнными по RS-485 устройствами работает Драйвер wb-mqtt-serial через систему MQTT-сообщений.
CAN — это стандарт коммуникации по двухпроводной шине.
На контроллере мультиплексирован (выведен на те же клеммники) со вторым портом RS-485.
Может работать в режиме UART-CAN (также называемая иногда просто шиной CAN или RS-CAN) - используется физический уровень CAN для полудуплексного последовательного порта UART. Шина UART-CAN используется преимущественно в приборах учёта, таких как счётчики электроэнергии Меркурий.
Режим работы второго порта RS-485 (обычный RS-485, UART-CAN, обычный CAN) можно выбрать в веб-интерфейсе: на вкладке Hardware Modules Configuration в настройках RS485-2/CAN interface config. Также режим можно поменять в файле /etc/wb-hardware.conf.
1-Wire — шина для подключения внешних датчиков по двум или трём проводам. Так как это шина, можно подключить несколько устройств на один порт 1-Wire. ПО контроллера поддерживает подключение температурных датчиков типа DS18B20.
Универсальные входы/выходы A1-A4
Универсальный канал Ах объединяет в себе три функции и может работать как:
- Выход "открытый коллектор" (Ax_OUT) — ключ (1А/40В), замыкающий выход на землю. Адрес канала: "wb-gpio/Ax_OUT".
- Аналоговый вход (Ax в разделе ADC) с диапазоном измерений 0 — 28 В. Адрес канала: "wb-adc/Ax".
- Дискретный вход (Ax_IN) — срабатывает при напряжении на клемме >3 В (логическая единица), меньше 1,5 В — логический ноль. Адрес канала бинарного входа: "wb-gpio/Ax_IN".
Из этих трёх функций одновременно могут работать только две - дискретного и аналогового входов. Для режима входа отключите соответствующий ключ (Ax_OUT). Для режима "открытого коллектора" ничего отключать не нужно - АЦП и DI будут просто показывать ноль при открытом ключе. Входное сопротивление каналов 100кОм (подтяжка к земле Rx).
Каналы W1-W2
Каналы W1 и W2 могут работать как интерфейс для подключения датчиков 1-Wire (по умолчанию) или как дискретные входы типа "сухой контакт". В режиме дискретного входа срабатывание происходит при замыкании на землю (GND), в отличие от каналов A1-A4.
Режим каналов выбирается независимо в конфигурации контроллера. Через веб-интерфейс нужная настройка находится в разделе Configs => Hardware Module Configuration => W1 terminal mode.
К каждому каналу можно подключать шлейфом несколько датчиков температуры DS18B20: в зависимости от длины шлейфа максимальное число датчиков 10 — 20 шт. Дополнительные датчики можно подключать через модуль WBE2-I-1-WIRE.
Выход питания +5Vout
Для питания датчиков удобно использовать выход +5V. Он защищен от КЗ и подачи повышенного напряжения. При питании контроллера от аккумулятора выход +5V остается активным. Также есть программное управление этим выходом (его можно отключать). В Web-интерфейсе выход представлен контролом 5V_OUT устройства Discrete I/O. Напряжение на канале измеряется АЦП.
Выход питания Vout
Для питания периферийных устройств можно использовать выход Vout. Он защищен от КЗ и подачи повышенного напряжения. Ток с Vout до 1А, выше - сработает защита (тепловая или от тока КЗ) и ключ выключится. При питании контроллера от аккумулятора на выход подается напряжение +11 В. Также есть программное управление этим выходом (его можно отключать). В Web-интерфейсе выход представлен контролом V_OUT устройства Discrete I/O. Наличие напряжение показывает контрол V_OUT_OK. Напряжение на канале измеряется АЦП.
Внимание! Входное напряжение выводится напрямую на клемму Vout: убедитесь, что устройства, подключенные к ней, рассчитаны на соответствующее напряжение!
Терминаторы линий RS-485
По стандарту RS-485 линия должна быть терминирована резисторами 100 — 120 Ом с обоих концов. Для упрощения монтажа контроллер имеет встроенные терминаторы, которые включаются с помощью перемычек RS-485 (1 или 2) TERM на панели передних клеммников контроллера.
Также на линиях стоят резисторы защитного смещения, failsafe bias,(растяжка линий A и B), по умолчанию включены. Если контроллер используется в режиме "slave", то эти резисторы необходимо отключить (делается программно управлением соответствующими GPIO: RS-485-1 failsafe bias и RS-485-2 failsafe bias ).
Клеммники
Часть клеммников может выполнять более одной функции.
| подпись | Max. V, I | Доп. защита | cостояние по умолчанию | Функции |
|---|---|---|---|---|
| Vin | 40V (WB6.3,6.4)
52V (WB6.5) |
От переполюсовки | Входное напряжение | |
| GND | "земля", минус блок питания | |||
| O1-O3 | Входы/выходы модулей расширения | |||
| A1-A4 | 40V , 1A | От превышения тока, импульсных перенапряжений | High Z | Выходы "открытый коллектор", ADC |
| GND | Для удобства подключения внешних датчиков | |||
| W1-W2 | 40V | 5V | 1-Wire, GPIO | |
| 5V out | 5V, 0.5A | От превышения тока | 5V | Выход 5V. Программное включение-выключение. |
| A | 40 V | 0V | порт RS-485 (/dev/RS-485-1) | |
| B | 40 V | +5V | ||
| L | 40 V | 0V | Порт CAN или RS-485 (/dev/RS-485-2) .
Подключение RS-485: A к клемме A|L, B к клемме B|H. | |
| H | 40 V | +5V | ||
| Vout* | 1A | От превышения тока, импульсных перенапряжений | Выход питания. Входное напряжение, программное отключение. |
| Клеммники и сечение проводов | |
|---|---|
| Рекомендуемое сечение провода с НШВИ | для входов управления: 0.35 – 1 мм2 — одинарные, 0.35 – 0.5 мм2 — сдвоенные провода,
для силовых входов: до 2.5 мм2 — одинарные, до 1.5 мм2 — сдвоенные провода |
| Длина стандартной втулки НШВИ | 8 мм |
| Момент затяжки винтов | для входов управления: 0.2 Н∙м, для силовых выходов: 0.5 Н∙м |
Другие интерфейсы
Отладочный порт — подключившись к нему, можно получить прямой доступ к консоли контроллера. Через него можно также взаимодействовать с загрузчиком и следить за загрузкой операционной системы (последовательная консоль, serial console).
"Пищалка" — издает звуковой сигнал, частота настраивается.
Часы реального времени RTC питаются от внутренней резервной батарейки.
Сторожевой таймер
Контроллер содержит отдельный аппаратный watchdog, перезагружающий его целиком по питанию при зависании ПО.
Отключение аппаратного сторожевого таймера
Питание
На контроллере есть три внешних входа для подключения питания:
- DC jack - стандартный штекерный разъем (5.5x2.1мм) на левой стороне корпуса.
- Клеммники Vin и GND: две клеммы Vin, к которым можно подключить два независимых блока питания для резервирования. Земли блоков питания должны быть соединены и подключены к клемме GND.
- Питание по кабелю Ethernet (Passive PoE). Подробнее в Power over Ethernet. Первый разъем поддерживают Passive PoE.
Возможно одновременное подключения источников к разным входам, в том числе с разным напряжением. Питание будет идти от источника с большим напряжением.
Допустимый диапазон питания 9 — 48 В для WB6.5 и старше, 9 — 36 В для WB6.1-6.4.1. Среднее потребление платы - 1,5 — 2 Вт. Но так как модуль GSM потребляет импульсно до 8 Вт, рекомендуется использовать блоки питания с мощностью не менее 10 Вт.
Для резервного питания можно подключить внутренний модуль WBMZ-BATTERY2 с Li-Ion (Li-Pol) аккумулятором. При снижении напряжения Vin ниже 11 В питание осуществляется от модуля резервного питания. На выход Vout подается 11 В. Его можно использовать для питания внешних модулей. Важно: "Для включения контроллера с аккумуляторным модулем надо нажать на кнопку под верхней крышкой через отверстие над индикатором".
Поддерживаемые устройства
Устройства нашего производства с интерфейсом RS-485
Подключение периферийных устройств
Монтаж проводов в клеммниках устройств Wiren Board
Особенности сетевых настроек контроллера
Wirenboard 6: сетевые настройки контроллера на удаленном объекте
Известные неисправности
Аппаратные ошибки/особенности Wiren Board 6 , найденные при эксплуатации контроллера.
Ревизии устройства
Номер партии (Batch №) указан на наклейке на боковой поверхности корпуса, а также на печатной плате.
Wiren Board: Аппаратные ревизии — описание изменений в плате контроллера.
Прочее
Таблицы соответствия GPIO процессора и сигналов на плате для ревизий: Wiren Board 6.0.1, Wiren Board 6.1, Wiren Board 6.2 и свежее.
Работа с GPIO — как работать с GPIO напрямую.
Обновление прошивки. Для сброса Wiren Board 6 к заводским настройкам (factory reset) используйте инструкцию из раздела Обновление прошивки#Сброс Wiren Board 6 к заводским настройкам
Wiren Board 6: Восстановление пароля пользователя root
Изображения и чертежи устройства
По ссылкам ниже вы можете скачать изображения и чертежи разных моделей контроллеров Wiren Board 6.