Wiren Board 5

Wiren Board 5

Страница продукта и магазин: Wiren Board 5

Wiren Board 5 - модульный контроллер для автоматизации с открытым ПО на базе Linux.

Предназначен для домашней и промышленной автоматизации и мониторинга: опроса датчиков и счетчиков, использования в качестве УСПД, в системах АСКУЭ, в системах “умного дома”.

Для начала работы с контроллером рекомендуется прочитать статью Первое включение.

Wiren Board имеет готовый веб-интерфейс для пользователей, но также предоставляет возможность разработки и использования собственного ПО. Исходные коды всего ПО открыты.

Архитектура ПО Wiren Board

Структура ПО контроллера. В центре очередь сообщений MQTT, использующаяся для обмена информацией между разными частями ПО

Wiren Board работает под управлением стандартной сборки Debian Linux 7.0. Для архитектуры используемого процессора есть официальный порт. Поэтому почти любой пакет найдётся в стандартном репозитории, и его можно установить одной командой (apt-get install).

Также у нас есть собственный debian-репозиторий releases.contactless.ru, в котором хранятся пакеты, собранные специально для контроллера. Репозиторий прописан в образе ПО для Wiren Board по умолчанию (файл /etc/apt/sources.list).

Весь исходный код доступен на https://github.com/contactless/. Там можно почерпнуть примеры для разработки собственного ПО.

Очередь сообщений MQTT - "скелет" программной архитектуры Wiren Board. Базовая информация по MQTT на Википедии.

Драйверы, отвечающие за аппаратные возможности контроллера (цифровые входы, АЦП, ...) и функции внешних подключённых устройств (например, подключённых по RS-485 модулей реле) записывают их состояние в очередь MQTT в виде специальных сообщений. Веб-интерфейс читает эти сообщения и на их основе отображает состояние устройств.

Если же происходит нажатие кнопки в веб-интерфейсе, уже веб-интерфейс отправляет сообщение в очередь MQTT, драйвер устройства его получает и отдаёт команду устройству.

Через MQTT работает веб-интерфейс, движок правил и встроенные драйверы. Если вы разрабатываете собственное ПО в дополнение к предустановленному, мы советуем вам также использовать MQTT.

Главная страница веб-интерфейса

Веб-интерфейс Wiren Board работает непосредственно на контроллере. В нём можно:

• следить за состоянием контроллера и подключённых устройств и управлять ими
• подключать устройства к контроллеру
• настраивать контроллер и обновлять его ПО
• писать правила на встроенном движке
• настраивать SMS и email уведомления
• смотреть на графике историю значений (например, температуры)

Движок правил wb-rules позволяет создавать собственные правила для контроллера - например, "Если температура датчика меньше 18°С, включи нагреватель". Правила создаются через веб-интерфейс и пишутся на простом Javascript-подобном языке.

Для работы с SCADA-системами есть:

• Zabbix support
• Шлюз Modbus TCP
• Драйвер SNMP

Модульность контроллера

Модуль расширения KNX

Подключение модуля ввода-вывода к контроллеру

Внутренние модули расширения - это небольшие платы, устанавливаемые внутрь корпуса Wiren Board 5 и расширяющие его функциональность - дополнительные порты RS-485, RS-232, релейные выходы и т. д.

В контроллере есть два слота для подключения модулей расширения. На каждый модуль отводится 3 внешних клеммника.

Модули ввода-вывода стыкуются с боковым разъемом на WB5 с правой стороны, добавляя 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) аккумулятором емкостью 1800 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.

Модем позволяет отправлять и принимать SMS, подключаться к интернету.

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.

Пакетное радио 433 МГц - радиомодуль RFM69H устанавливается в контроллер при производстве.

Позволяет подключать к контроллеру устройства Noolite, датчики Oregon.

Антенны Wi-Fi, GSM и радио 315/433MHz подключаются к SMA разъемам.

При слабом сигнале GSM рекомендуется использовать выносную антенну и располагать ее вдали от контроллера.

Проводные интерфейсы

Wiren Board 5

Интерфейс Ethernet поддерживает скорость 10/100 Мбит/с. В ревизиях с 5.8 есть второй порт Ethernet.

Так же присутствует один порт USB 2.0. Работает в режиме USB Host или USB Device.

Настройка происходит через страницу Configs веб-интерфейса

Интерфейс RS-485 - стандарт коммуникации по двухпроводной шине.

Контроллер имеет 2 порта RS-485 + можно добавить еще 2 порта модулями расширения RS-485 .

К контроллеру шиной RS-485 можно подключить:

• устройства нашего производства с интерфейсом RS-485,
• многие другие устройства.

Статья RS-485:Физическое подключение поможет вам правильно выбрать и проложить кабеля.

Настройка подключения устройств осуществляется в веб интерфесе, подробнее - RS-485:Настройка через веб-интерфейс.

Работа с портом RS-485 контроллера из собственного ПО

Стандартно в Wiren Board с подключёнными по RS-485 устройствами работает Драйвер wb-mqtt-serial (ранее wb-homa-modbus) через систему MQTT-сообщений.

Если вы хотите работать с портом RS-485 напрямую, не используя этот драйвер - отключите его, иначе он будет писать в порт RS-485.

• Работа с последовательным портом из Linux
• Доступ к порту RS-485 контроллера Wiren Board с компьютера

CAN - это стандарт коммуникации по двухпроводной шине. На контроллере мультиплексирован (выведен на те же клеммники) со вторым портом RS-485.

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.

Для питания датчиков удобно использовать выход +5V. Он защищен от КЗ и подачи повышенного напряжения. При питании контроллера от аккумулятора выход +5V остается активным. Так же есть программное управление этим выходом (его можно отключать).

Универсальные входы/выходы A1-A4

Эквивалентная схема каналов A1-A4

Универсальный канал Ах объединяет в себе три функции и может работать как:

Выход "открытый коллектор" - транзистор (3А/30В), замыкающий выход на землю.

Аналоговый вход - АЦП, с диапазоном измерений 0-28 В.

Цифровой вход - срабатывает при напряжении на клемме >3В.

---

удалить потом

Отображение в ПО:

Ax_OUT. Адрес канала: "wb-gpio/Ax_OUT".

Аналоговые входы - Ax в разделе ADC. Адрес канала: "wb-adc/Ax".

Бинарные входы - Ax_IN. Адрес канала: "wb-gpio/Ax_IN".

Резистивные входы R1 и R2

Могут работать в режимах:

• измерения сопротивления 1-30кОм
• измерения напряжение в диапазоне 0-3.0В
• цифровой вход

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.

В контроллерах ревизии 5.3 и 5.6 был ИК-порт.

Сторожевой таймер

Отдельный аппаратный watchdog, перезагружающий контроллер целиком по питанию при зависании ПО.

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 - в контроллерах ревизии 5.8 и выше: 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. Подробнее в Power over Ethernet.

Возможно одновременное подключения источников к разным входам, в том числе с разным напряжением.

Для резервного питания можно подключить внутренний модуль WBMZ-BATTERY с Li-Ion (Li-Pol) аккумулятором.

Допустимый диапазон питания 7-28В. Среднее потребление платы - 1,5-2 Вт. Но т.к. модуль GSM потребляет импульсно до 8 Вт, рекомендуется использовать блоки питания с мощностью не менее 10 Вт.

Работа с нажимными клеммами

Работа с самозажимными клеммами

В качестве интерфейсных клемм в контроллере применены клеммы "тип 250". Это самозажимные клипсы. При вставке очищенного одножильного провода в гнездо, он автоматически зажимается пружинной защѐлкой. Для вставки многожильных проводов, необходимо отжать пружину, нажав на кнопку клипсы. Кнопка имеет паз под шлицевую отвертку. Для извлечения провода, нужно отжать пружину, нажав на кнопку клипсы, и вытащить провод.

Программное обеспечение

Движок правил

Подробное тех.описание платы контроллера

Аппаратная часть - Тех. описание контроллера.

Аппаратные ошибки/особенности Wiren Board 5 найденные при эксплуатации контроллера.

Wiren Board 5: Аппаратные ревизии - описание изменений в плате контроллера.

Отличия Wiren Board 5 от Wiren Board 4 - сравнение с предыдущей версией.

Таблицы соответствия GPIO процессора и сигналов на плате.

Для ревизий: rev. 5.5 (5.6, 5.6.1), rev. 5.8 (5.9), rev. 5.3

Подключение периферийных устройств

Поддерживаемые устройства

Дополнительные и справочные статьи

Debug UART

Работа с GPIO

Работа с последовательным портом

ADC#Software

Доступ к RS-485 портам с PC

Пересборка Device Tree

Сборка ядра

Уникальные идентификаторы - для идентификации устройства, привязки софта

Узнать степень износа внутреннего накопителя

Как разрабатывать ПО для Wiren Board

Wiren Board 5:Восстановление пароля пользователя root

Схема электрическая принципиальная Wiren Board 5: Файл:WB 5.3.pdf, Файл:WB 5.6.pdf

Габаритные размеры платы Wiren Board 5: Файл:WB 5.3-Размеры.pdf