Análise aprofundada do módulo UWB650 (parte 3): funções avançadas e manutenção do sistema

Este capítulo explorará os recursos avançados do módulo UWB650 que vão além da comunicação e do posicionamento básicos. O conteúdo aborda escalabilidade de rede, reutilização de interfaces de hardware e gerenciamento do ciclo de vida do firmware do dispositivo, fornecendo orientações para a construção de sistemas de aplicações UWB mais complexos e poderosos.

Ampliando a cobertura com redes Mesh

Para resolver o problema de distância de comunicação de salto único insuficiente em ambientes grandes ou complexos com obstruções, o módulo UWB650 introduz um recurso de rede Mesh.

• Habilitando o recurso : o recurso Mesh é desabilitado por padrão e pode ser habilitado usando UWBRFAT+MESHENABLE=comando. Este recurso permite que pacotes de dados sejam retransmitidos por múltiplos saltos entre nós na rede, ampliando significativamente a área de cobertura efetiva da rede.

• Modos de operação : Um módulo pode desempenhar diferentes funções em uma rede Mesh, especificadas peloparâmetro:

• type=1 (Pure Relay) : O módulo atua apenas como um nó de encaminhamento de dados, não gerando nem consumindo dados. É adequado para implantação em locais-chave para conectar duas áreas de rede distintas.

• tipo=2 (Nó Puro) : O módulo atua apenas como um nó de origem ou destino para dados e não participa do encaminhamento de dados.

• type=3 (Modo Híbrido) : O módulo pode atuar tanto como um nó de dados quanto como um retransmissor. Ao receber um pacote de dados não endereçado a ele, ele o encaminhará. Este é o modo mais flexível, permitindo que qualquer nó da rede participe da construção da rota.

• Limitação principal : Para evitar que pacotes de dados circulem indefinidamente na rede, o que poderia causar tempestades de transmissão e congestionamento de canais, o firmware possui um limite codificado de no máximo 10 saltos para encaminhamento. Quando um nó de retransmissão recebe um pacote de dados que já foi encaminhado 10 vezes, ele não o encaminhará mais. Além disso, uma restrição importante de projeto é que um módulo com o recurso Mesh habilitado não pode conduzir comunicação de dados regular com um módulo que não o tenha habilitado (as funções de alcance e posicionamento não são afetadas). Isso significa que, uma vez tomada a decisão de usar o Mesh, geralmente é necessário configurar todos os nós de comunicação em toda a rede de maneira uniforme.

Atualização de firmware via protocolo YModem

O módulo suporta atualizações de firmware por meio da porta serial, o que oferece a possibilidade de iteração de recursos e correções de bugs após o lançamento, mas também impõe requisitos ao design do hardware.

• Entrando no Modo de Atualização : Uma atualização de firmware deve ser acionada sob condições específicas de hardware. O procedimento é o seguinte: primeiro, desligue o módulo. Em seguida, use um circuito externo para puxar o pino 35 (UPGRADE) do módulo para um nível baixo (ou faça um curto-circuito diretamente com o GND). Por fim, ligue o módulo novamente. Nesse ponto, o módulo entrará no modo de atualização de firmware e aguardará o recebimento do novo arquivo de firmware pela porta serial.

• Protocolo e Ferramentas : O firmware é transmitido usando o protocolo YModem padrão, com uma taxa de transmissão de porta serial de 115200 bps. Os usuários precisam de uma ferramenta de porta serial do lado do PC que suporte o protocolo YModem, como o ExtraPuTTY ou o utilitário oficial SerialPortYmodem.

• Processo de atualização : As etapas completas de atualização são as seguintes:

1. Execute a operação de hardware para entrar no modo de atualização.

2. Conecte a porta serial do módulo ao PC e abra uma ferramenta serial compatível com YModem, configurando a porta COM e a taxa de transmissão.

3. Após a conexão, o terminal serial exibirá o sinal de handshake YModem enviado pelo módulo (geralmente uma série de caracteres 'C').

4. Na ferramenta PC, selecione a função "Enviar arquivo" e escolha o novo arquivo binário do firmware para iniciar a transferência.

5. Aguarde a conclusão da transferência do arquivo. 6. Após a transferência bem-sucedida, desconecte o pino 35 do GND e execute um ciclo de energia completo do módulo (desligue e ligue novamente).

7. Após a reinicialização, o módulo carregará e executará o novo firmware.

Aqui está um exemplo usando a ferramenta oficial SerialPortYmodem:

1. Selecione a porta COM correspondente e abra-a.

2. Navegue e selecione o arquivo de firmware e clique em Enviar para iniciar a transferência.

3. Após a conclusão da transferência, uma mensagem de sucesso será exibida. Nesse momento, desconecte o pino 35 e reinicie o módulo.

• Considerações sobre o Projeto de Hardware : A existência do mecanismo de atualização de firmware significa que, se o produto precisar suportar atualizações no local ou remotas, o projeto da PCB deve considerar antecipadamente como controlar o nível do pino 35. Um jumper físico dedicado, um ponto de teste reservado ou um GPIO do MCU host podem ser usados ​​para controlar este pino. Se isso for negligenciado durante a fase de projeto, as atualizações de firmware subsequentes se tornarão muito difíceis, potencialmente exigindo até mesmo um recall físico dos dispositivos implantados.

Análise aprofundada da série de módulos UWB650

• Análise aprofundada do módulo UWB650 (parte 1): introdução à tecnologia UWB e ao módulo UWB650

• Análise aprofundada do módulo UWB650 (parte 2): dominando as funções principais: configuração e uso

• Análise aprofundada do módulo UWB650 (parte 3): funções avançadas e manutenção do sistema

• Análise aprofundada do módulo UWB650 (parte 4): considerações e melhores práticas sobre calibração de atraso de antena e implantação do módulo

• Análise aprofundada do módulo UWB650 (parte 5): comandos de configuração