Análisis en profundidad del módulo UWB650 (Parte 3): Funciones avanzadas y mantenimiento del sistema

Este capítulo explorará las funciones avanzadas del módulo UWB650, que van más allá de la comunicación y el posicionamiento básicos. El contenido abarca la escalabilidad de la red, la reutilización de la interfaz de hardware y la gestión del ciclo de vida del firmware del dispositivo, proporcionando orientación para construir sistemas de aplicaciones UWB más complejos y potentes.

Ampliación de la cobertura con redes en malla

Para abordar el problema de la distancia de comunicación de un solo salto insuficiente en entornos grandes o complejos con obstrucciones, el módulo UWB650 introduce una función de red en malla.

• Habilitación de la función : la función Mesh está deshabilitada de manera predeterminada y se puede habilitar usando UWBRFAT+MESHENABLE=Comando. Esta función permite retransmitir paquetes de datos mediante múltiples saltos entre nodos de la red, ampliando así considerablemente el área de cobertura efectiva de la red.

• Modos de funcionamiento : Un módulo puede desempeñar diferentes funciones en una red Mesh, especificadas por elparámetro:

• Tipo 1 (Retransmisión pura) : El módulo actúa únicamente como nodo de reenvío de datos, sin generar ni consumir datos. Es ideal para implementarse en ubicaciones clave para conectar dos áreas de red independientes.

• tipo=2 (Nodo puro) : el módulo actúa solo como un nodo de origen o destino de datos y no participa en el reenvío de datos.

• Tipo=3 (Modo Híbrido) : El módulo puede actuar como nodo de datos y como relé. Cuando recibe un paquete de datos que no está dirigido a él, lo reenvía. Este es el modo más flexible, ya que permite que cualquier nodo de la red participe en la construcción de rutas.

• Limitación clave : Para evitar que los paquetes de datos circulen indefinidamente en la red, lo que podría causar tormentas de difusión y congestión del canal, el firmware tiene un límite fijo de un máximo de 10 saltos para el reenvío. Cuando un nodo de retransmisión recibe un paquete de datos que ya se ha reenviado 10 veces, ya no lo reenviará. Además, una restricción de diseño importante es que un módulo con la función Mesh habilitada no puede establecer una comunicación de datos regular con un módulo que no la tenga habilitada (las funciones de medición de distancia y posicionamiento no se ven afectadas). Esto significa que, una vez que se decide usar Mesh, generalmente es necesario configurar todos los nodos de comunicación de la red de forma uniforme.

Actualización de firmware mediante el protocolo YModem

El módulo admite actualizaciones de firmware a través del puerto serial, lo que brinda la posibilidad de iterar funciones y corregir errores después del lanzamiento, pero también impone requisitos en el diseño del hardware.

• Entrada al modo de actualización : La actualización de firmware debe activarse bajo ciertas condiciones de hardware. El procedimiento es el siguiente: primero, apague el módulo. Luego, utilice un circuito externo para bajar el pin 35 (ACTUALIZACIÓN) del módulo (o cortocircuitarlo directamente a GND). Finalmente, vuelva a encender el módulo. En este punto, el módulo entrará en modo de actualización de firmware y esperará a recibir el nuevo archivo de firmware a través del puerto serie.

• Protocolo y herramientas : El firmware se transmite mediante el protocolo estándar YModem, con una velocidad de transmisión en baudios de 115 200 bps. Los usuarios necesitan una herramienta de puerto serie compatible con el protocolo YModem, como ExtraPuTTY o la utilidad oficial SerialPortYmodem.

• Proceso de actualización : Los pasos completos de actualización son los siguientes:

1. Realice la operación de hardware para ingresar al modo de actualización.

2. Conecte el puerto serie del módulo al PC y abra una herramienta serie compatible con YModem, configurando el puerto COM y la velocidad en baudios.

3. Después de la conexión, el terminal serial mostrará la señal de protocolo de enlace YModem enviada por el módulo (generalmente una serie de caracteres 'C').

4. En la herramienta de PC, seleccione la función "Enviar archivo" y elija el nuevo archivo binario del firmware para comenzar la transferencia.

5. Espere a que se complete la transferencia del archivo. 6. Después de una transferencia exitosa, desconecte el pin 35 de GND y luego realice un ciclo de encendido completo del módulo (apagado y encendido).

7. Después de reiniciar, el módulo cargará y ejecutará el nuevo firmware.

A continuación se muestra un ejemplo que utiliza la herramienta oficial SerialPortYmodem:

1. Seleccione el puerto COM correspondiente y ábralo.

2. Busque y seleccione el archivo de firmware, luego haga clic en Enviar para iniciar la transferencia.

3. Una vez completada la transferencia, aparecerá un mensaje de confirmación. En este punto, desconecte el pin 35 y reinicie el módulo.

• Consideración del diseño de hardware : La existencia del mecanismo de actualización de firmware implica que, si el producto necesita actualizaciones in situ o remotas, el diseño de la PCB debe considerar con antelación cómo controlar el nivel del pin 35. Se puede usar un puente físico dedicado, un punto de prueba reservado o un GPIO del MCU host para controlar este pin. Si esto se pasa por alto durante la fase de diseño, las actualizaciones de firmware posteriores resultarán muy difíciles, pudiendo incluso requerir la retirada física de los dispositivos implementados.

Análisis en profundidad de la serie de módulos UWB650

• Análisis en profundidad del módulo UWB650 (Parte 1): Introducción a la tecnología UWB y al módulo UWB650

• Análisis en profundidad del módulo UWB650 (Parte 2): Dominio de las funciones principales: configuración y uso

• Análisis en profundidad del módulo UWB650 (Parte 3): Funciones avanzadas y mantenimiento del sistema

• Análisis en profundidad del módulo UWB650 (Parte 4): Consideraciones y mejores prácticas para la calibración del retardo de la antena y la implementación del módulo

• Análisis en profundidad del módulo UWB650 (Parte 5): Comandos de configuración