目前的位置: 首页 学术信息 正文

ZDS 2023技术报告分享第30篇:使用LWM2M和Eclipse Leshan远程连接和管理Zephyr设备


前言

2023年Zephyr开发者大会(ZDS)于6月27日至30日在捷克布拉格隆重举行。与以往两次不同,本次ZDS由Zephyr项目规划和管理,并作为首届嵌入式开源峰会(EOSS)的一部分进行。在这个令人期待已久的盛会中,全球Zephyr开发者们共同探讨了Zephyr实时操作系统(RTOS)的最新技术与发展趋势。作为一款开源、灵活和可扩展的嵌入式实时操作系统,Zephyr项目在2014年由英特尔发起,2016年作为Linux基金会项目正式面向公众启动,得到了全球范围内的广泛关注和采用。


ZDS 2023共70余个技术报告,涵盖了使用指导与展示、新功能与技术、架构修改与操作系统、多核异构与虚拟化、模拟器、测试、工业流程与代码管理、安全性、应用案例、工具与调试等丰富多样的内容。湖大嵌入式实验室的小伙伴们将对本次大会的所有技术报告进行逐一收集、整理与分享,尽最大努力为Zephyr开发者提供ZDS 2023技术报告的开发经验、实践成果以及解决方案的参考。



今天分享第30篇技术报告,由梅傲凌整理,题目为:

“使用LWM2M和Eclipse Leshan远程连接和管理Zephyr设备”



作者简介

Julien Vermillard

拥有20年经验的软件架构师:

  • 拥有从云软件、嵌入式软件到客户业务转型痛点和硬件产业化的物联网的全局观

  • 网络协议和物联网安全专家

  • 具有较强的沟通能力和公开演讲经验

  • 有后端和嵌入式软件实践经验

  • 有多年领导和开发开源软件项目的经验



CoAP——受约束的应用程序协议

①它使用基于 UDP 的轻型协议来取代 TCP/HTTP

②它是从零开始设计的 RESTful 协议,包括

URIs、互联网媒体类型

GET、POST、PUT、DELETE

③它能透明映射到HTTP

④它有针对 M2M 场景的附加功能,包括:观察和顺时针传输

⑤它的二进制协议有特点:低解析复杂度和信息容量小

⑥它可以选择二进制HTTP类头



OMA轻型M2M的介绍

OMA轻型M2M是由开放移动联盟于2017年在CoAP上首次发布的标准设备管理协议(v1.0),旨在为新的LPWA网络(LTE-M,NB-IoT)而取代OMA-DM。


1.BootStrap的各个阶段:



2.注册阶段


3.注册和NAT


4.队列模式

由客户端指定为注册模式参数,平均设备将在给定的时间后注册并断开连接,以节省电力。


5.对象模型


coap://{deviceip} / {object} / {instance} / {resource}


示例:"/6/0"表示整个位置对象(二进制记录),"/6/0/1"仅表示为经度(度)



6.对象设备


7.IPSO传感器对象

 


8.对象模型代码

这些对象在一个中央存储库中被定义,地址在:https://github.com/OpenMobileAlliance/lwm2m-registry/


9.遥测方案

观察结果:如果值发生变化,将再次发送响应的 GET,如下图所示

发送操作:客户端在 /dp 上进行 POST 操作



Eclipse Leshan 的介绍

1.简介

  • 用于实现服务器和客户端的 Java 库

  • 适合任何 Java 开发人员

  • 简单(无框架,依赖性少)

  • 也有用于发现和测试的 Web UI

  • 使用 "mvn install "构建

  • 基于 Eclipse Californium(CoAP/ DTLS1.2)

  • 公共 IPv4/IPv6 沙盒:https://leshan. eclipseprojects.io

  • 最前沿的部分:已在master commit上部署

  • Leshan V1 现已稳定 (LWM2M 1.0)

  • Leshan V2 正在开发中(LWM2M 1.0 & 1.1.x)

  • 这是github上的地址:https:// github.com/ eclipse/ leshan/ wiki/ Roadmap


2.Leshan服务器示例


3.Zephyr的LWM2M客户端


4.LWM2M的优缺点

轻量!=简单

OMA LwM2M 1.0

轻量级MM 1.0于2017年2月发布。它为初始版本介绍了以下功能:

  • 简单的基于对象的资源模型

  • 资源的创建/检索/更新/删除/配置操作

  • 资源观察/通知

  • TLV/SON/纯文本/不透明数据格式

  • UDP和SMS传输

  • 基于DTLS的安全性

  • 队列模式例如用于睡眠设备

  • 多个LwM2M服务器支持

  • 核心LwM2M对象:LwM2M安全性、LwM2M服务器,访问控制、设备、连接监控固件更新、LocationConnectivity统计信息


OMA LwM2M 1.1

轻量级M2M 1.1发表于2018年6月。它引入了以下附加功能:

  • 增强了LwM2M自举功能,允许增量升级

  • 改进了对公钥基础设施(PKI)部署的支持

  • LWM2M客户端向LwM2M服务器引入了增强的注册序列机制

  • 通过TCP/TLS支持LwM2M支持基于OSCORE的LwM2M应用层安全

  • 改进了对低功耗WANS上LWM2M的支持,包括3GPP LTE-M和NB-IOT& LoRaWAN扩展了LwM2M操作以实现资源实例级访问

  • 用于检索和更新多个对象的资源的性能改进

  • 支持使用带有CBOR序列化的SenML的JSON进行压缩高效传输的有效载荷

  • 添加新的数据类型


OMA LwM2M 1.2

轻量级M2M 1.2于2020年11月发布。它引入了以下附加功能:

  • LwM2M的新传输;这允许LwM2M消息通过MQTT和HTTP传输

  • bootstrapping接口的优化减少了数据量和bootstrapping exchange期间传输的消息数量

  • 优化了注册接口;这减少了注册期间传输的数据量

  • 信息报告接口观察属性的优化;现在可以包括在观察操作中

  • 支持LwM2M网关功能;这允许non-LwM2M LOT设备以及网关后面的LwM2M设备连接到LwM2M生态系统并远程管理这些设备

  • 基于CBOR的高度优化的编码格式称为LwM2M CBOR

  • 增强的固件更新功能定义新的通知属性(边缘、可确认通知和最大历史队列)。Edge允许在上升沿和下降沿触发通知。可确认的通知允许控制通知的可靠传输最大历史队列允许控制时间序列数据

  • 使用更新以使用基于TLS和DTLS 1.3的最新通信安全协议(以及使用连接ID)和相关配置

  • 5G-NR相关设备配置的新对象


5.固件更新

 


6.软件更新


7.LESHAN的适配和扩展

  • 它在蜂窝物联网中无所不在,包括通过运营商认证以及多家供应商提供扩展服务

  • 它已经部署了数百万台设备


有谁在使用LESHAN?


上一条:ZDS 2023技术报告分享第31篇:在基于ARM Cortex®-A的设备上使用Zephyr RTOS启用SOF 下一条:ZDS 2023技术报告分享第29篇:从应用程序的角度概述Zephyr RTOS中的USB设备支持

关闭

嵌入式与网络计算湖南省重点实验室
版权所有 © 2023 湖南大学