Google 致力于为黑人社区推动种族平等。查看具体行动。

تمت ترجمة هذه الصفحة بواسطة Cloud Translation API‏.

إنشاء شبكة Thread باستخدام لوح توجيه الحدود ESP32H2 وESP Thread

1. مقدمة

منصة OpenThread، التي أطلقها فريق Google Nest، هي خدمة مفتوحة المصدر لبروتوكول شبكة Thread® المصمَّم لتسريع عملية تطوير المنتجات للشبكات المنزلية المتصلة. تحدّد مواصفات Thread بروتوكول الاتصال بين الأجهزة اللاسلكية الموثوق به والآمن ومنخفض الطاقة، المستند إلى بروتوكول IPv6، وهو يُستخدم في تطبيقات المنازل والتطبيقات التجارية.

نقلت منصّة Espressif حزمة OpenThread استنادًا إلى FreeRTOS وLwIP، ما يتيح للمطوّرين إنشاء شبكات Thread بسرعة. يمكن الحصول على رمز المصدر ذي الصلة من GitHub. في الوقت نفسه، نفَّذت Espressif أيضًا جهاز توجيه حدود سلسلة المحادثات استنادًا إلى RTOS.

في هذا الدرس التطبيقي حول الترميز، ستقوم ببرمجة OpenThread على أجهزة حقيقية وإنشاء شبكة Thread وإدارتها وتمرير الرسائل بين العُقد.

ما ستتعرَّف عليه

إنشاء برامج ثنائية من OpenThread CLI ومضيها في لوحات ESP.
إنشاء موجِّه الحدود ووميض إلى لوحة جهاز توجيه الحدود المتصلة بمعيار ESP
إدارة عُقد Thread يدويًا باستخدام ESP Monitor وOpenThread CLI.
جارٍ إنشاء شبكة Thread على جهاز توجيه حدود Thread.
تأمين تشغيل الأجهزة على شبكة Thread
فحص عنوان IPv6 بين عُقد سلسلة المحادثات
تمرير الرسائل بين عُقد سلسلة المحادثات باستخدام بروتوكول UDP

المتطلبات

الأجهزة:

لوحتا ESP مع وحدات IEEE 802.15.4
- ESP32-H2
- ESP32-C6
لوحة توجيه واحدة ذات حدود خيط ESP

البرامج:

2. الخطوات الأولى

تثبيت ESP-IDF.

يُرجى اتّباع دليل برمجة ESP-IDF لتثبيت بيئة تطوير البرامج.

استنسِخ حزمة تطوير البرامج (SDK) الخاصة بجهاز توجيه حدود سلسلة محادثات ESP.

إنّ ESP-THREAD-BR هي حزمة تطوير البرامج الرسمية لموجِّه شبكة سلسلة المحادثات ESP. يتوافق التطبيق مع جميع ميزات الشبكة الأساسية لإنشاء جهاز توجيه الحدود، كما يدمج ميزات غنية على مستوى المنتجات للمساعدة في عملية الإنتاج بسرعة.

$ cd <your-local-workspace>
$ git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-thread-br.git

3- إنشاء واسترجاع محتوى

لإنشاء ملف ثنائي يتم تشغيله كواجهة تخزين في السحابة الإلكترونية وتضخيمه على لوحات ESP باستخدام وحدات IEEE 802.15.4، يمكنك الرجوع إلى مثال ESP-IDF ot_cli للحصول على مزيد من التفاصيل:

$ cd <your-idf-path>/examples/openthread/ot_cli
$ idf.py set-target <your-board-type>

تفعيل ميزة الانضمام من خلال menuconfig:

$ idf.py menuconfig

تكوين المكوّن > OpenThread > تمكين Joiner، ثم الإنشاء والفلاش.

$ idf.py -p <your-local-port> build flash monitor

لإنشاء ملف ot-br الثنائي ووميضه على لوح توجيه حدود سلسلة ESP، عليك إنشاء الملف الثنائي RCP أولاً. ليس من الضروري أن يتم تشغيل هذا الملف الثنائي لخوارزمية RCP بشكل صريح على الجهاز على لوحة توجيه حدود خيوط ESP. سيتم تضمينه في الملف الثنائي "جهاز توجيه الحدود" وسيتم تحديثه في شريحة ESP32-H2 عند التشغيل لأول مرة (أو تغيير البرامج الثابتة لـ RCP). يمكنك الاطّلاع على مستندات Thread BR التابعة لـ ESP لمزيد من التفاصيل:

$ cd <your-idf-path>/examples/openthread/ot_rcp
$ idf.py set-target esp32h2
$ idf.py build
$ cd <your-esp-thread-br-path>/examples/basic_thread_border_router
$ idf.py set-target esp32s3

تفعيل ميزة "المفوَّض" من خلال menuconfig:

$ idf.py menuconfig

تكوين المكوّن > OpenThread > تمكين المفوض، ثم إنشاء أداة Flash.

$ idf.py -p <your-local-port> build flash monitor

4. إنشاء شبكة Thread على جهاز توجيه حدود Thread

يمكنك الآن إنشاء شبكة Thread باستخدام سطر أوامر OpenThread على لوحة توجيه ESP Thread Border Board Board (BR Commissioner):

## BR Commissioner ##
----------------------
> dataset init new
Done
> dataset
Active Timestamp: 1
Channel: 21
Channel Mask: 0x07fff800
Ext PAN ID: 151975d11bea97b5
Mesh Local Prefix: fd6a:b54b:d6a3:b05a::/64
Network Key: 731ab6a60a64a0a0b14b259b86b2be01
Network Name: OpenThread-1444
PAN ID: 0x1444
PSKc: 54e7f18d2575014da94db09df29c5df0
Security Policy: 672 onrc 0
Done

تنفيذ مجموعة البيانات هذه كمجموعة البيانات النشطة:

> dataset commit active
Done

اعرِض واجهة IPv6:

> ifconfig up
I (59329) OPENTHREAD: Platform UDP bound to port 49153
Done
I (59329) OT_STATE: netif up

بدء عملية بروتوكول Thread:

> thread start
I(61709) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role disabled -> detached
Done
> I(62469) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1, AnyPartition reattaching with Active Dataset
I(69079) OPENTHREAD:[N] RouterTable---: Allocate router id 11
I(69079) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 fffe -> 2c00
I(69089) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role detached -> leader
I(69089) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Partition ID 0x28b518c6
I (69099) OPENTHREAD: Platform UDP bound to port 49154

بعد لحظات، تحقَّق من حالة الجهاز. يجب أن يكون القائد.

> state
leader
Done
>

5- الانضمام إلى شبكة Thread من خلال مفتاح الشبكة

في هذا الدرس التطبيقي حول الترميز، تم تجهيز لوحتَي ESP مع وحدات IEEE 802.15.4 للانضمام إلى الشبكة التي تم تشكيلها في البرازيل. في هذه الجلسة، سنضيف Board1 إلى الشبكة.

الحصول على مفتاح الشبكة من البرازيل:

## BR Commissioner ##
----------------------
> networkkey
731ab6a60a64a0a0b14b259b86b2be01
Done
>

اضبط مفتاح الشبكة هذا على لوحة ESP واحدة (Board1 Joiner) مع وحدات IEEE 802.15.4:

## Board1 Joiner ##
----------------------
> dataset networkkey 731ab6a60a64a0a0b14b259b86b2be01
Done

تنفيذ مجموعة البيانات هذه كمجموعة البيانات النشطة:

> dataset commit active
Done

اعرِض واجهة IPv6:

> ifconfig up
Done
I (20308) OT_STATE: netif up

بدء عملية بروتوكول Thread:

> thread start
I(23058) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role disabled -> detached
Done
> I(23408) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1, AnyPartition reattaching with Active Dataset
I(30028) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1 unsuccessful, will try again in 0.288 seconds
I(30328) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 2, AnyPartition 
I(33498) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Delay processing Announce - channel 21, panid 0x1444
I(33758) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Processing Announce - channel 21, panid 0x1444
I(33758) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role detached -> disabled
I(33758) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role disabled -> detached
I(34178) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1, AnyPartition 
I(35068) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 fffe -> 2c01
I(35068) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role detached -> child

بعد لحظات، تحقَّق من حالة الجهاز. يجب أن يكون الطفل هو الطفل.

> state
child
Done

اضبط الدور على "جهاز التوجيه".

> state router
Done
I(51028) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 2c01 -> 2800
I(51028) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role child -> router
I(51028) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Partition ID 0x28b518c6
>

6- الانضمام إلى شبكة Thread من خلال نظام التشغيل الآمن

في هذه الجلسة، سنضيف Board2 إلى الشبكة من خلال تفعيل الأمان:

احصل على PSKc وPanid من مفوض في البرازيل:

## BR Commissioner ##
----------------------
> pskc
54e7f18d2575014da94db09df29c5df0
Done
> panid
0x1444
Done

اضبط معلومات الشبكة على Board2:

## Board2 Joiner ##
----------------------
> dataset pskc 54e7f18d2575014da94db09df29c5df0
Done
> dataset panid 0x1444
Done

تنفيذ مجموعة البيانات هذه كمجموعة البيانات النشطة:

## Board2 Joiner ##
----------------------
> dataset commit active 
Done

اعرِض واجهة IPv6:

## Board2 Joiner ##
----------------------
> ifconfig up
Done
I (29146) OT_STATE: netif up

الحصول على eui64 من Board2:

## Board2 Joiner ##
----------------------
> eui64
4831b7fffec02be1
Done

في مفوض البرازيل، ابدأ المفوَّض وحدِّد eui64 للجهاز الذي يمكن الانضمام إليه، بالإضافة إلى "بيانات اعتماد الانضمام"، مثل J01NME. "بيانات اعتماد الانضمام" هي سلسلة خاصة بالجهاز تتكون من جميع الأحرف الأبجدية الرقمية الكبيرة (0-9 وA-Y، باستثناء I وO وQ وZ لسهولة القراءة)، ويتراوح طولها بين 6 و32 حرفًا.

## BR Commissioner ##
----------------------
> commissioner start
Commissioner: petitioning
Done
Commissioner: active
> commissioner joiner add 4831b7fffec02be1 J01NME
Done

بدِّل إلى رابط Board2. يمكنك بدء دور الانضمام باستخدام "بيانات اعتماد الانضمام" التي أعددتها للتو في مُفوّض البرازيل:

## Board2 Joiner ##
----------------------
> ifconfig up
Done
> joiner start J01NME
Done

في غضون دقيقة أو نحو ذلك، ستتلقى رسالة تأكيد بنجاح على المصادقة:

## Board2 Joiner ##
----------------------
>
Join success

بعد ذلك، يمكنك بدء شبكة Thread والانضمام إليها التي شكّلها المفوَّض البرازيلي.

بدء عملية بروتوكول Thread:

> thread start
I(35727) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role disabled -> detached
Done
> I(36197) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1, AnyPartition reattaching with Active Dataset
I(37007) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 fffe -> 2801
I(37007) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role detached -> child

اضبط الدور على "جهاز التوجيه".

> state router
Done
I(46057) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 2801 -> 4400
I(46057) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role child -> router
I(46057) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Partition ID 0x28b518c6
>

ستحصل الآن على شبكة Thread مع المخطط الموضح أدناه:

7. فحص عنوان IPv6 بين عُقد سلسلة المحادثات

يمكنك استخدام الأمر ping للتواصل بين أي لوحتين. استخدم الأمر ipaddr لطباعة عنوان IPv6 لكل لوحة:

## BR Commissioner ##
----------------------
> ipaddr
fd6a:b54b:d6a3:b05a:0:ff:fe00:fc00          # Leader Anycast Locator (ALOC)
fd6a:b54b:d6a3:b05a:0:ff:fe00:2c00          # Routing Locator (RLOC)
fd6a:b54b:d6a3:b05a:a8df:eb43:63d8:bda0     # Mesh-Local EID (ML-EID) 
fe80:0:0:0:687c:7248:cc14:9c4d              # Link-Local Address (LLA)
Done
>

## Board1 Joiner ##
----------------------
> ipaddr
fd6a:b54b:d6a3:b05a:0:ff:fe00:2800          # Routing Locator (RLOC)
fd6a:b54b:d6a3:b05a:e461:db08:c833:1248     # Mesh-Local EID (ML-EID)
fe80:0:0:0:18ac:df04:4671:6a45              # Link-Local Address (LLA)
Done

## Board2 Joiner ##
----------------------
> ipaddr
fd6a:b54b:d6a3:b05a:0:ff:fe00:4400          # Routing Locator (RLOC)
fd6a:b54b:d6a3:b05a:d7dc:8e90:9bc9:ecbc     # Mesh-Local EID (ML-EID)
fe80:0:0:0:a8cc:1483:f696:91a2              # Link-Local Address (LLA)
Done

على سبيل المثال، لإجراء اختبار ping لـ Board2 MLE-ID من مُفوّض البرازيل، يمكنك تشغيل هذا الأمر على مُفوّض البرازيل:

## BR Commissioner ##
----------------------
> ping fd6a:b54b:d6a3:b05a:d7dc:8e90:9bc9:ecbc
16 bytes from fd6a:b54b:d6a3:b05a:d7dc:8e90:9bc9:ecbc: icmp_seq=1 hlim=255 time=123ms
1 packets transmitted, 1 packets received. Packet loss = 0.0%. Round-trip min/avg/max = 123/123.0/123 ms.
Done

8. تمرير الرسائل بين عُقد سلسلة المحادثات باستخدام بروتوكول UDP

في هذه الجلسة، ستتعلّم كيفية إرسال رسالة بين جهازَي Thread. على سبيل المثال، يمكنك فتح udp وربطه في المنفذ 20617 والاستماع إلى جميع العناوين على BR:

## BR Commissioner ##
----------------------
> udp open
Done
> udp bind :: 20617
I (1298739) OPENTHREAD: Platform UDP bound to port 20617
Done

بعد ذلك، أرسِل رسالة من Board1 إلى عنوان BR MLE-ID والمنفذ 20617:

## Board1 Joiner ##
----------------------
> udp open
Done
> udp send fd6a:b54b:d6a3:b05a:a8df:eb43:63d8:bda0 20617 ESP

يمكنك رؤية الرسالة التي تم استلامها في BR:

## BR Commissioner ##
----------------------
3 bytes from fd6a:b54b:d6a3:b05a:e461:db08:c833:1248 49154 ESP

9. تهانينا!

لقد أنشأت شبكة Thread ما باستخدام ألواح ESP

أنت تعرف الآن:

إنشاء برامج ثنائية من OpenThread CLI ومضيها في لوحات ESP.
إنشاء جهاز توجيه حدود وامض إلى لوحة جهاز توجيه ESP ذات حدود خيطية.
إدارة عُقد Thread يدويًا باستخدام ESP Monitor وOpenThread CLI.
جارٍ إنشاء شبكة Thread على جهاز توجيه حدود Thread.
تأمين تشغيل الأجهزة على شبكة Thread
فحص عنوان IPv6 بين عُقد سلسلة المحادثات
تمرير الرسائل بين عُقد سلسلة المحادثات باستخدام بروتوكول UDP

محتوى إضافي للقراءة

راجع openthread.io وGitHub للحصول على مجموعة متنوعة من موارد OpenThread، بما في ذلك:

الأنظمة الأساسية المتوافقة: اكتشاف جميع الأنظمة الأساسية التي تتيح استخدام OpenThread
إنشاء OpenThread: مزيد من التفاصيل حول إنشاء أداة OpenThread وضبطها
سلسلة المحادثات التمهيدية: تتناول جميع مفاهيم سلاسل المحادثات الواردة في هذا الدرس التطبيقي حول الترميز.

مرجع: