1. परिचय
Google Nest टीम ने OpenThread को रिलीज़ किया है. यह Thread® नेटवर्किंग प्रोटोकॉल का ओपन-सोर्स वर्शन है. इसे कनेक्टेड होम के लिए प्रॉडक्ट बनाने की प्रोसेस को तेज़ करने के लिए डिज़ाइन किया गया है. Thread स्पेसिफ़िकेशन, IPv6 पर आधारित एक भरोसेमंद, सुरक्षित, और कम पावर वाला वायरलेस डिवाइस-टू-डिवाइस कम्यूनिकेशन प्रोटोकॉल है. इसका इस्तेमाल घर और व्यावसायिक बिल्डिंग में किया जाता है.
Espressif ने FreeRTOS और LwIP पर आधारित OpenThread स्टैक को पोर्ट किया है. इससे डेवलपर, Thread नेटवर्क को तेज़ी से बना सकते हैं. इससे जुड़ा सोर्स कोड, GitHub से पाया जा सकता है. साथ ही, Espressif ने RTOS पर आधारित Thread बॉर्डर राऊटर भी लागू किया है.
इस कोडलैब में, आपको असली हार्डवेयर पर OpenThread को प्रोग्राम करने, Thread नेटवर्क बनाने और उसे मैनेज करने, और नोड के बीच मैसेज भेजने के बारे में जानकारी मिलेगी.
आपको क्या सीखने को मिलेगा
- ESP बोर्ड पर OpenThread CLI बाइनरी बनाना और फ़्लैश करना.
- ESP Thread Border Router बोर्ड के लिए, बॉर्डर राऊटर बनाना और उसे फ़्लैश करना.
- ESP मॉनिटर और OpenThread CLI की मदद से, थ्रेड नोड को मैन्युअल तरीके से मैनेज करना.
- Thread बॉर्डर राऊटर पर Thread नेटवर्क बनाया जा रहा है.
- डिवाइसों को Thread नेटवर्क पर कमीशन करने की प्रोसेस को सुरक्षित करना.
- थ्रेड नोड के बीच IPv6 पते को पिंग करना.
- यूडीपी की मदद से, थ्रेड नोड के बीच मैसेज पास करना.
आपको किन चीज़ों की ज़रूरत होगी
हार्डवेयर:
सॉफ़्टवेयर:
2. शुरू करना
- ESP-IDF इंस्टॉल करना.
सॉफ़्टवेयर डेवलपमेंट एनवायरमेंट इंस्टॉल करने के लिए, कृपया ESP-IDF प्रोग्रामिंग गाइड देखें.
- ESP Thread Border Router SDK को क्लोन करें.
ESP-THREAD-BR, ESP का आधिकारिक Thread बॉर्डर राऊटर एसडीके है. यह Thread बॉर्डर राऊटर बनाने के लिए, नेटवर्क की सभी बुनियादी सुविधाओं के साथ काम करता है. साथ ही, प्रॉडक्ट को तेज़ी से तैयार करने के लिए, प्रॉडक्ट लेवल की कई सुविधाओं को इंटिग्रेट करता है.
$ cd <your-local-workspace> $ git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-thread-br.git
3. बनाना और फ़्लैश करना
IEEE 802.15.4 मॉड्यूल वाले ESP बोर्ड पर ot-cli-ftd बाइनरी फ़ाइल बनाने और फ़्लैश करने के बारे में ज़्यादा जानने के लिए, ESP-IDF का उदाहरण ot_cli देखें:
$ cd <your-idf-path>/examples/openthread/ot_cli $ idf.py set-target <your-board-type>
menuconfig के ज़रिए, जॉइनर की सुविधा चालू करें:
$ idf.py menuconfig
Component config > OpenThread > Enable Joiner पर जाएं. इसके बाद, बिल्ड और फ़्लैश करें.
$ idf.py -p <your-local-port> build flash monitor
ESP थ्रेड बॉर्डर राऊटर बोर्ड पर ot-br बाइनरी फ़ाइल बनाने और फ़्लैश करने के लिए, आपको सबसे पहले आरसीपी बाइनरी फ़ाइल बनानी होगी. इस आरसीपी बाइनरी फ़ाइल को ESP Thread बॉर्डर राऊटर बोर्ड पर मौजूद डिवाइस में फ़्लैश करने की ज़रूरत नहीं है. इसे बॉर्डर राउटर की बाइनरी फ़ाइल में शामिल किया जाएगा. साथ ही, पहली बार बूट करने पर (या आरसीपी फ़र्मवेयर बदलने पर), इसे ESP32-H2 चिप पर फ़्लैश किया जाएगा. ज़्यादा जानकारी के लिए, ईएसपी थ्रेड बीआर के दस्तावेज़ देखें:
$ cd <your-idf-path>/examples/openthread/ot_rcp $ idf.py set-target esp32h2 $ idf.py build $ cd <your-esp-thread-br-path>/examples/basic_thread_border_router $ idf.py set-target esp32s3
menuconfig के ज़रिए, कमिश्नर की सुविधा चालू करें:
$ idf.py menuconfig
Component config > OpenThread > Enable Commissioner पर जाएं. इसके बाद, बिल्ड और फ़्लैश करें.
$ idf.py -p <your-local-port> build flash monitor
4. Thread बॉर्डर राऊटर पर Thread नेटवर्क बनाना
अब ESP Thread Border Router Board (BR Commissioner) पर OpenThread कमांड लाइन का इस्तेमाल करके, थ्रेड नेटवर्क बनाया जा सकता है:
## BR Commissioner ## ---------------------- > dataset init new Done > dataset Active Timestamp: 1 Channel: 21 Channel Mask: 0x07fff800 Ext PAN ID: 151975d11bea97b5 Mesh Local Prefix: fd6a:b54b:d6a3:b05a::/64 Network Key: 731ab6a60a64a0a0b14b259b86b2be01 Network Name: OpenThread-1444 PAN ID: 0x1444 PSKc: 54e7f18d2575014da94db09df29c5df0 Security Policy: 672 onrc 0 Done
इस डेटासेट को चालू डेटासेट के तौर पर सेट करें:
> dataset commit active Done
IPv6 इंटरफ़ेस खोलें:
> ifconfig up I (59329) OPENTHREAD: Platform UDP bound to port 49153 Done I (59329) OT_STATE: netif up
थ्रेड शुरू करने के प्रोटोकॉल का ऑपरेशन:
> thread start I(61709) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role disabled -> detached Done > I(62469) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1, AnyPartition reattaching with Active Dataset I(69079) OPENTHREAD:[N] RouterTable---: Allocate router id 11 I(69079) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 fffe -> 2c00 I(69089) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role detached -> leader I(69089) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Partition ID 0x28b518c6 I (69099) OPENTHREAD: Platform UDP bound to port 49154
कुछ देर बाद, डिवाइस की स्थिति देखें. यह लीडर होना चाहिए.
> state leader Done >
5. networkkey का इस्तेमाल करके, Thread नेटवर्क से जुड़ना
इस कोडलैब में, IEEE 802.15.4 मॉड्यूल वाले दो ईएसपी बोर्ड तैयार किए गए हैं, ताकि उन्हें बीआर से बने नेटवर्क में शामिल किया जा सके. इस सेशन में, हम Board1 को नेटवर्क में जोड़ेंगे.
BR से networkkey पाएं:
## BR Commissioner ## ---------------------- > networkkey 731ab6a60a64a0a0b14b259b86b2be01 Done >
इस networkkey को IEEE 802.15.4 मॉड्यूल वाले एक ESP बोर्ड (Board1 Joiner) पर सेट करें:
## Board1 Joiner ## ---------------------- > dataset networkkey 731ab6a60a64a0a0b14b259b86b2be01 Done
इस डेटासेट को चालू डेटासेट के तौर पर सेट करें:
> dataset commit active Done
IPv6 इंटरफ़ेस खोलें:
> ifconfig up Done I (20308) OT_STATE: netif up
थ्रेड शुरू करने के प्रोटोकॉल का ऑपरेशन:
> thread start I(23058) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role disabled -> detached Done > I(23408) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1, AnyPartition reattaching with Active Dataset I(30028) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1 unsuccessful, will try again in 0.288 seconds I(30328) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 2, AnyPartition I(33498) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Delay processing Announce - channel 21, panid 0x1444 I(33758) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Processing Announce - channel 21, panid 0x1444 I(33758) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role detached -> disabled I(33758) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role disabled -> detached I(34178) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1, AnyPartition I(35068) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 fffe -> 2c01 I(35068) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role detached -> child
कुछ देर बाद, डिवाइस की स्थिति देखें. यह खाता बच्चे का होना चाहिए.
> state child Done
भूमिका को राऊटर पर सेट करें.
> state router Done I(51028) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 2c01 -> 2800 I(51028) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role child -> router I(51028) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Partition ID 0x28b518c6 >
6. सुरक्षित कमीशनिंग की मदद से, Thread नेटवर्क में शामिल होना
इस सेशन में, हम सुरक्षा कमीशनिंग के ज़रिए Board2 को नेटवर्क में जोड़ेंगे:
बीआर कमिश्नर से PSKc और panid पाएं:
## BR Commissioner ## ---------------------- > pskc 54e7f18d2575014da94db09df29c5df0 Done > panid 0x1444 Done
Board2 के लिए नेटवर्क की जानकारी कॉन्फ़िगर करें:
## Board2 Joiner ## ---------------------- > dataset pskc 54e7f18d2575014da94db09df29c5df0 Done > dataset panid 0x1444 Done
इस डेटासेट को चालू डेटासेट के तौर पर सेट करें:
## Board2 Joiner ## ---------------------- > dataset commit active Done
IPv6 इंटरफ़ेस खोलें:
## Board2 Joiner ## ---------------------- > ifconfig up Done I (29146) OT_STATE: netif up
Board2 से eui64 पाएं:
## Board2 Joiner ## ---------------------- > eui64 4831b7fffec02be1 Done
BR Commissioner पर, कमिशनर शुरू करें और शामिल होने वाले डिवाइस का eui64 तय करें. साथ ही, शामिल होने के लिए क्रेडेंशियल दें. उदाहरण के लिए, J01NME. शामिल होने वाले व्यक्ति का क्रेडेंशियल, डिवाइस के हिसाब से तय की गई एक स्ट्रिंग होती है. इसमें सभी अपरकेस वाले अक्षर और अंक (0-9 और A-Y) होते हैं. इसमें I, O, Q, और Z को छोड़कर, पढ़ने में आसानी होने वाले अक्षर और अंक शामिल होते हैं. इसकी लंबाई 6 से 32 वर्णों के बीच होती है.
## BR Commissioner ## ---------------------- > commissioner start Commissioner: petitioning Done Commissioner: active > commissioner joiner add 4831b7fffec02be1 J01NME Done
Board2 Joiner पर स्विच करें. BR Commissioner पर सेट अप की गई Joiner Credential का इस्तेमाल करके, Joiner की भूमिका शुरू करें:
## Board2 Joiner ## ---------------------- > ifconfig up Done > joiner start J01NME Done
एक मिनट के अंदर, आपको पुष्टि हो जाने की सूचना मिलती है:
## Board2 Joiner ## ---------------------- > Join success
इसके बाद, बीआर कमिश्नर की ओर से बनाए गए थ्रेड नेटवर्क को शुरू किया जा सकता है और उसमें शामिल हुआ जा सकता है.
थ्रेड शुरू करने के प्रोटोकॉल का ऑपरेशन:
> thread start I(35727) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role disabled -> detached Done > I(36197) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Attach attempt 1, AnyPartition reattaching with Active Dataset I(37007) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 fffe -> 2801 I(37007) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role detached -> child
भूमिका को राऊटर पर सेट करें.
> state router Done I(46057) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: RLOC16 2801 -> 4400 I(46057) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Role child -> router I(46057) OPENTHREAD:[N] Mle-----------: Partition ID 0x28b518c6 >
अब आपको नीचे दिखाई गई टोपोलॉजी वाला थ्रेड नेटवर्क मिलेगा:
7. थ्रेड नोड के बीच IPv6 पते को पिंग करना
किसी भी दो बोर्ड के बीच कम्यूनिकेट करने के लिए, पिंग कमांड का इस्तेमाल किया जा सकता है. हर बोर्ड के आईपीवी6 पते को प्रिंट करने के लिए, ipaddr कमांड का इस्तेमाल करें:
## BR Commissioner ## ---------------------- > ipaddr fd6a:b54b:d6a3:b05a:0:ff:fe00:fc00 # Leader Anycast Locator (ALOC) fd6a:b54b:d6a3:b05a:0:ff:fe00:2c00 # Routing Locator (RLOC) fd6a:b54b:d6a3:b05a:a8df:eb43:63d8:bda0 # Mesh-Local EID (ML-EID) fe80:0:0:0:687c:7248:cc14:9c4d # Link-Local Address (LLA) Done >
## Board1 Joiner ## ---------------------- > ipaddr fd6a:b54b:d6a3:b05a:0:ff:fe00:2800 # Routing Locator (RLOC) fd6a:b54b:d6a3:b05a:e461:db08:c833:1248 # Mesh-Local EID (ML-EID) fe80:0:0:0:18ac:df04:4671:6a45 # Link-Local Address (LLA) Done
## Board2 Joiner ## ---------------------- > ipaddr fd6a:b54b:d6a3:b05a:0:ff:fe00:4400 # Routing Locator (RLOC) fd6a:b54b:d6a3:b05a:d7dc:8e90:9bc9:ecbc # Mesh-Local EID (ML-EID) fe80:0:0:0:a8cc:1483:f696:91a2 # Link-Local Address (LLA) Done
उदाहरण के लिए, अगर आपको BR Commissioner से Board2 MLE-ID को पिंग करना है, तो BR Commissioner पर यह निर्देश चलाएं:
## BR Commissioner ## ---------------------- > ping fd6a:b54b:d6a3:b05a:d7dc:8e90:9bc9:ecbc 16 bytes from fd6a:b54b:d6a3:b05a:d7dc:8e90:9bc9:ecbc: icmp_seq=1 hlim=255 time=123ms 1 packets transmitted, 1 packets received. Packet loss = 0.0%. Round-trip min/avg/max = 123/123.0/123 ms. Done
8. यूडीपी की मदद से, थ्रेड नोड के बीच मैसेज भेजना
इस सेशन में, आपको दो थ्रेड डिवाइसों के बीच मैसेज भेजने का तरीका बताया जाएगा. उदाहरण के लिए, udp खोलें और इसे पोर्ट 20617 पर बाइंड करें. साथ ही, BR पर मौजूद सभी पतों के लिए सुनें:
## BR Commissioner ## ---------------------- > udp open Done > udp bind :: 20617 I (1298739) OPENTHREAD: Platform UDP bound to port 20617 Done
इसके बाद, Board1 से BR MLE-ID पते और पोर्ट 20617 पर एक मैसेज भेजें:
## Board1 Joiner ## ---------------------- > udp open Done > udp send fd6a:b54b:d6a3:b05a:a8df:eb43:63d8:bda0 20617 ESP
आपको BR पर मिला मैसेज यहां दिखेगा:
## BR Commissioner ## ---------------------- 3 bytes from fd6a:b54b:d6a3:b05a:e461:db08:c833:1248 49154 ESP
9. बधाई हो!
आपने ESP बोर्ड का इस्तेमाल करके, फ़िज़िकल थ्रेड नेटवर्क बनाया है!
अब आपको यह जानकारी मिल गई है:
- ESP बोर्ड पर OpenThread CLI बाइनरी बनाना और फ़्लैश करना.
- ESP Thread Border Router बोर्ड पर फ़्लैशिंग बॉर्डर राऊटर बनाया जा रहा है.
- ESP मॉनिटर और OpenThread CLI की मदद से, थ्रेड नोड को मैन्युअल तरीके से मैनेज करना.
- Thread बॉर्डर राऊटर पर Thread नेटवर्क बनाया जा रहा है.
- डिवाइसों को Thread नेटवर्क पर कमीशन करने की प्रोसेस को सुरक्षित करना.
- थ्रेड नोड के बीच IPv6 पते को पिंग करना.
- यूडीपी की मदद से, थ्रेड नोड के बीच मैसेज पास करना.
इस बारे में और पढ़ें
OpenThread के अलग-अलग संसाधनों के लिए, openthread.io और GitHub देखें. इनमें ये संसाधन शामिल हैं:
- OpenThread के साथ काम करने वाले प्लैटफ़ॉर्म — उन सभी प्लैटफ़ॉर्म के बारे में जानें जिन पर OpenThread काम करता है
- OpenThread को बिल्ड करना — OpenThread को बिल्ड और कॉन्फ़िगर करने के बारे में ज़्यादा जानकारी
- थ्रेड के बारे में बुनियादी जानकारी — इसमें इस कोडलैब में शामिल थ्रेड के सभी कॉन्सेप्ट के बारे में बताया गया है
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