Найти

Результаты поиска

• РЕАЛИЗАЦИЯ MQTT КЛИЕНТА НА БАЗЕ ОДНОКРИСТАЛЬНОГО МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ДЛЯ ЗАДАЧ УДАЛЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЕМ

  А.В. Мангушев

  75-84

  2025-07-31

  Аннотация ▼

  Описывается устройство, осуществляющее передачу данных и обработку команд по
  протоколу MQTT в сети Интернет. Изготовлена небольшая партия для оценки работо-
  способности в реальной практике. Программное обеспечение для микроконтроллера напи-
  сано на языке Си с применением операционной системы реального времени (ОСРВ), позво-
  ляющей упорядочить разработку программного обеспечения за счет псевдопараллельного
  исполнения кода, механизмов синхронизации задач (семафоров, мьютексов), механизма
  очередей. В работе представлен пример алгоритма взаимодействия задач FreeRTOS: зада-
  чи ожидания команды от сервера, задачи измерения температуры, основного потока, вы-
  полняющего пересылку сообщения на сервер в ответ на появление строки в очереди сооб-
  щений. Ядро разрабатываемого MQTT-клиента составляют микроконтроллер STM32 и
  GSM/GPRS-модуль SIM800. На устройстве выведено большое число интерфейсов, что по-
  зволяет подключать самую разнообразную периферию (датчики температуры, влажно-
  сти, давления, сервоприводы и т.д). Устройство способно самостоятельно восстанавли-
  вать подключение к сети в случае его обрыва. Используется собственная реализация про-
  токола MQTT версии 3.1 QoS 0 в программном обеспечении управляющего микроконтрол-
  лера. Сообщения MQTT передаются в рамках TCP-подключения, устанавливаемого средст-
  вами GSM-модуля. Управляющий микроконтроллер общается с GSM-модулем посредством
  AT-команд. Реализована возможность двустороннего обмена сообщениями в реальном
  времени, что позволяет использовать разработанную микропроцессорную систему как в
  режиме автономного управляющего устройства, так и в интерактивном режиме выпол-
  нения команд, поступающих по беспроводной сети, и отправки статусов исполнения этих
  команд. Главной особенностью MQTT-клиента является возможность удаленного обнов-
  ления программного обеспечения микроконтроллера (OTA), реализованное с использованием
  вспомогательного микроконтроллера и микросхемы flash-памяти. Разработанный MQTT-
  клиент предназначен для использования в качестве основы микропроцессорных систем –
  клиентов Интернета вещей.

• РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ МАССОВОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ НА ПЛИС ДЛЯ ОБРАБОТКИ ETHERNET-ПАКЕТОВ

  А. В. Мангушев , В.А. Зыбин, И. Д. Полухин

  2023-08-14

  Аннотация ▼

  Разработана схема буферизации Ethernet-пакетов для аппаратной реализации их об-
  работки на базе ПЛИС. Схема спроектирована на уровне RTL на языке System Verilog в
  среде разработки Quartus II 13.1. Верификация и моделирование было проведено в среде
  ModelSim Altera. В качестве целевой платформы была выбрана ПЛИС семейства
  CycloneIV, располагающаяся на отладочной плате DE2-115. Особое внимание уделено мо-
  дулям приема и передачи данных, а также реализации аппаратной очереди (FIFO) с воз-
  можностью изменения ее содержимого модулем обработки. Схема является параметри-
  зованной, позволяет изменять глубину очереди за счет одного параметра без внесения из-
  менений в другие части схемы. Особенностью схемы является возможность добавления
  любого аппаратного модуля, осуществляющего мониторинг, обработку или шифрование
  сетевого трафика. Для передачи и приема пакетов применен интерфейс MII, что позволя-
  ет использовать любые доступные микросхемы физического уровня для приема и передачи
  пакетов. Устройство допускает без особых сложностей изменить входной и выходной
  интерфейс, что увеличивает ее универсальность. В системе не используются проприетар-
  ные IP ядра, что делает ее максимально переносимой на ПЛИС различных производителей.
  К главной особенности схемы можно отнести низкую задержку между приемом и от-
  правкой пакета, определяемой лишь параметрами модуля обработки. Результаты работы
  можно применить в ходе проектирования устройств, осуществляющих передачу данных с
  предварительной обработкой. Например, сетевое оборудование (коммутаторы, маршру-
  тизаторы), системы мониторинга и сбора данных.