paddy firmware

帕迪固件

这是电力管理守护程序Paddy的固件组件。

它使用Arduino C ++，并围绕状态机设计。它直接在受支持的芯片上闪烁。该项目使用的Arduino类型是IoT Nano 33。

该代码的工作是通过Wi-Fi与Paddy MQTT代理进行连接，或通过蓝牙低能来进行设置和错误处理。代码还应控制执行的硬件：

1. 负载设备的开/关切换
2. 负载设备的功率测量，并带有定期统计发送。

状态机图

概述

该状态机器的代码由单胎组件组织，这些组件一次在固件中实例化并在整个程序的生命周期中重复使用。这些模块如下：

• BLE：处理守护程序和中央设备之间的直接通信。
• 控制：根据当时接收到的命令，打开或关闭加载设备。
• MQTT：处理与经纪人的所有沟通，并在消息检索中向其他组件或各州工作。
• 功率：控制和校准功率测量电流变压器。进行定期阅读。
• 存储：由于所选的Arduino IoT Nano 33没有实际的EEPROM，因此模拟了EEPROM芯片。存储必要的凭据。
• Wi-Fi：处理Wi-Fi连接和信号强度测量。

每个州都具有预定义的职责，很容易理解每个流的作用：

• 引导状态：这是微控制器一开始就进入的初始状态。硬件检查在此处执行，特别是Wi-Fi模块和蓝牙低能模块。如果这些检查成功并且守护程序可以初始化上述组件，则将移至初始状态。否则，它将移至破碎，停在那里并闪烁LED，向用户指示硬件错误。
• 初始状态：初始状态是守护程序进入的第一个中间状态。它的目的是通过首先通过循环几次校准功率测量模块来准备适当功能的设备，并将设备读取到线路电流。之后，可以验证守护程序是否包含其模拟EEPROM中存储的任何凭据。如果前者为真，则守护程序将带有上述凭证，否则将输入设置阶段。
• 设置状态：鉴于其阻止行为，该状态在用户行动完成之前不会进步。由于守护程序在这里不包含任何凭据，因此它不知道如何连接到Wi-Fi或经纪人。这意味着在此阶段，守护程序无法将Wi-Fi用于数据传输，并且需要直接方法。 BLE非常适合这种情况，因为可以从Paddy应用程序中可以很容易地实现写作和阅读。因此，该设备的BLE功能用于发射这些特征：

• 串行（仅读取）：发出设备序列号的特征。
• SSID（仅写）： Wi-Fi网络的服务设置标识符。
• 密码（仅写）： Wi-Fi访问点的密码。
• 企业用户名（仅写）：如果Wi-Fi需要企业身份验证技术，例如EAP或PEAP，则为用户的用户名。
• 企业密码（仅写）：如果Wi-Fi需要企业身份验证技术，例如EAP或PEAP，则需要用户的密码。
• JWT（仅写）：守护程序使用的JSON Web令牌连接到经纪人。
• 重置（仅写）：当写入此特征时，守护程序将重置其凭据。

为了进行，JWT和凭据特征必须由用户的移动设备通过Paddy App编写。必须指出的是，为简单起见，该固件检测到仅写入SSID特征的完成阶段。因此，写作可以按任何顺序进行，除了SSID ONE，必须写入持久的文字才能实现可预测的行为。为了辨别授权模式，书面特征的不同组合在Wi-Fi授权时产生了三个配置：不安全（仅SSID）， Secure （SSID +密码）和Enterprise （SSID + Enterprise用户名 + Enterername + Entername + Entername + Enterrise Passperies）。

• 连接状态：此状态相对简单，因为它仅在守护程序连接到后端代理时运行。在连接成功上，它将国家移交给在线境界，并退出失败。
• 在线状态：守护程序的“工作”状态，这代表了一个功能齐全的垫子。在这里，它可以通过接收MQTT消息并发送它们来与经纪人进行交互。守护程序处于这种状态时有几个职责：

• 收听MQTT消息，即打开，关闭，重置和旋转主题。当收到这些消息之一时，它会适当执行正确的操作。
• 向经纪人发送保留的PING消息。这些消息纯粹是出于统计目的，并且不需要真正保持连接的生命；它们仅用于跟踪应用程序中的守护程序状态。在这些消息的有效载荷中，Wi-Fi信号强度将中继。
• 定期将功率使用数据传递给经纪人。
• 检查设备是否仍连接到经纪人。如果设备不再连接，请转至退缩。

• 向后状态：虽然此状态在守护程序重新恢复连接之前充当填充，但它也是用户通过直接BLE连接重置守护程序的窗口。例如，如果守护程序从具有另一个Wi-Fi连接的地方移动，则已经具有凭证，但是它们是不正确的。因此，当守护程序达到向后状态时，它将打开一个60秒的窗口，用户可以直接通过BLE重置它。但是，如果60秒的计数器用完了，守护程序将通过移动到连接状态再次重试，以再次连接到服务器。

电路图