paddy firmware

帕迪固件

這是電力管理守護程序Paddy的固件組件。

它使用Arduino C ++，並圍繞狀態機設計。它直接在受支持的芯片上閃爍。該項目使用的Arduino類型是IoT Nano 33。

該代碼的工作是通過Wi-Fi與Paddy MQTT代理進行連接，或通過藍牙低能來進行設置和錯誤處理。代碼還應控制執行的硬件：

1. 負載設備的開/關切換
2. 負載設備的功率測量，並帶有定期統計發送。

狀態機圖

概述

該狀態機器的代碼由單胎組件組織，這些組件一次在固件中實例化並在整個程序的生命週期中重複使用。這些模塊如下：

• BLE：處理守護程序和中央設備之間的直接通信。
• 控制：根據當時接收到的命令，打開或關閉加載設備。
• MQTT：處理與經紀人的所有溝通，並在消息檢索中向其他組件或各州工作。
• 功率：控制和校準功率測量電流變壓器。進行定期閱讀。
• 存儲：由於所選的Arduino IoT Nano 33沒有實際的EEPROM，因此模擬了EEPROM芯片。存儲必要的憑據。
• Wi-Fi：處理Wi-Fi連接和信號強度測量。

每個州都具有預定義的職責，很容易理解每個流的作用：

• 引導狀態：這是微控制器一開始就進入的初始狀態。硬件檢查在此處執行，特別是Wi-Fi模塊和藍牙低能模塊。如果這些檢查成功並且守護程序可以初始化上述組件，則將移至初始狀態。否則，它將移至破碎，停在那裡並閃爍LED，向用戶指示硬件錯誤。
• 初始狀態：初始狀態是守護程序進入的第一個中間狀態。它的目的是通過首先通過循環幾次校準功率測量模塊來準備適當功能的設備，並將設備讀取到線路電流。之後，可以驗證守護程序是否包含其模擬EEPROM中存儲的任何憑據。如果前者為真，則守護程序將帶有上述憑證，否則將輸入設置階段。
• 設置狀態：鑑於其阻止行為，該狀態在用戶行動完成之前不會進步。由於守護程序在這裡不包含任何憑據，因此它不知道如何連接到Wi-Fi或經紀人。這意味著在此階段，守護程序無法將Wi-Fi用於數據傳輸，並且需要直接方法。 BLE非常適合這種情況，因為可以從Paddy應用程序中可以很容易地實現寫作和閱讀。因此，該設備的BLE功能用於發射這些特徵：

• 串行（僅讀取）：發出設備序列號的特徵。
• SSID（僅寫）： Wi-Fi網絡的服務設置標識符。
• 密碼（僅寫）： Wi-Fi訪問點的密碼。
• 企業用戶名（僅寫）：如果Wi-Fi需要企業身份驗證技術，例如EAP或PEAP，則為用戶的用戶名。
• 企業密碼（僅寫）：如果Wi-Fi需要企業身份驗證技術，例如EAP或PEAP，則需要用戶的密碼。
• JWT（僅寫）：守護程序使用的JSON Web令牌連接到經紀人。
• 重置（僅寫）：當寫入此特徵時，守護程序將重置其憑據。

為了進行，JWT和憑據特徵必須由用戶的移動設備通過Paddy App編寫。必須指出的是，為簡單起見，該固件檢測到僅寫入SSID特徵的完成階段。因此，寫作可以按任何順序進行，除了SSID ONE，必須寫入持久的文字才能實現可預測的行為。為了辨別授權模式，書面特徵的不同組合在Wi-Fi授權時產生了三個配置：不安全（僅SSID）， Secure （SSID +密碼）和Enterprise （SSID + Enterprise用戶名 + Enterername + Entername + Entername + Enterrise Passperies）。

• 連接狀態：此狀態相對簡單，因為它僅在守護程序連接到後端代理時運行。在連接成功上，它將國家移交給在線境界，並退出失敗。
• 在線狀態：守護程序的“工作”狀態，這代表了一個功能齊全的墊子。在這裡，它可以通過接收MQTT消息並發送它們來與經紀人進行交互。守護程序處於這種狀態時有幾個職責：

• 收聽MQTT消息，即打開，關閉，重置和旋轉主題。當收到這些消息之一時，它會適當執行正確的操作。
• 向經紀人發送保留的PING消息。這些消息純粹是出於統計目的，並且不需要真正保持連接的生命；它們僅用於跟踪應用程序中的守護程序狀態。在這些消息的有效載荷中，Wi-Fi信號強度將中繼。
• 定期將功率使用數據傳遞給經紀人。
• 檢查設備是否仍連接到經紀人。如果設備不再連接，請轉至退縮。

• 向後狀態：雖然此狀態在守護程序重新恢復連接之前充當填充，但它也是用戶通過直接BLE連接重置守護程序的窗口。例如，如果守護程序從具有另一個Wi-Fi連接的地方移動，則已經具有憑證，但是它們是不正確的。因此，當守護程序達到向後狀態時，它將打開一個60秒的窗口，用戶可以直接通過BLE重置它。但是，如果60秒的計數器用完了，守護程序將通過移動到連接狀態再次重試，以再次連接到服務器。

電路圖