ESP8266 讀取 SD 卡太慢?要試試全速 SPI 嗎?
我看到日本技術宅的 Blog ,覺得奇怪這裡為甚麼他可以在 SD.begin 後面設定一個指定的速度(? https://www.mgo-tec.com/blog-entry-esp8266-wroom-spi-speed-up.html 於是我跑去翻 ESP8266 Arduino Core 的源碼,原來 ESP8266 比起原生的 Arduino core 在 SD.begin function call 多了一個可選擇指定的 uint32_t 參數,預設是 SPI 一半速度(4 Mhz),但是如果你的 SD 卡夠快(例如說現在大部分 A1 Class 10 的卡)都可以上到 8Mhz (SPI Full Speed) 或以上(這裡日本部落格用的是 40Mhz,為了資料安全好孩子不要隨便超頻你的 SD 卡) https://github.com/esp8266/Arduino/blob/313b3c07ecccbe6fee24aa9fa447c4aed16ca499/libraries/SD/src/SD.h#L35 嘛不過 ESP8266 的 WiFi 速度極限也就 4Mbps,如果要用來做網頁伺服器的話 SPI 速度設定到全速(8Mhz)已經足夠盡用它的網絡速度了。 備注:如果要設定速度的話可以用 ESP8266 SD library 內預設的常數 uint32_t const SPI_FULL_SPEED = 8000000; uint32_t const SPI_HALF_SPEED = 4000000; uint32_t const SPI_QUARTER_SPEED = 2000000;
在 Raspberry Pi Zero 2W 上設定 WiFi AP 作為 WiFi 中繼器
因為不知道為甚麼網上沒有 Raspberry Pi Zero 2W 以外接 WiFi USB 作為 WiFi 中繼器的教學,所以我就來自己研究出一個方法囉 材料 Raspberry Pi Zero 2WRaspberry Pi OS 用作 wlan1 的 USB WiFi 模組 安裝所需 Package sudo apt-get update sudo apt-get upgrade sudo apt-get install hostapd sudo apt-get install dnsmasq sudo systemctl stop hostapd sudo systemctl stop dnsmasq 設定網絡界面卡 sudo mv /etc/dnsmasq.conf /etc/dnsmasq.conf.orig sudo nano /etc/dnsmasq.conf 寫入以下內容 interface=wlan1 dhcp-range=192.168.0.11,192.168.0.30,255.255.255.0,24h 固定 wlan1 的 IP 地址 sudo nano /etc/network/interfaces 把 source /etc/network/interfaces.d/* 加上 comment: #source /etc/network/interfaces.d/* 寫入以下內容 auto lo iface lo inet loopback auto wlan0 iface wlan0 inet dhcp allow-hotplug wlan1 iface wlan1 inet static address 192.168.0.10 netmask 255.255.255.0 broadcast 192.168.0.255 gateway 192.168.0.254 設定 Hostapd sudo nano /etc/hostapd/hostapd.conf 寫入以下內容(記得更新 WiFi 名稱與密碼) interface=wlan1 hw_mode=g channel=7 wmm_enabled=0 macaddr_acl=0 auth_algs=1 ignore_broadcast_ssid=0 wpa=2 wpa_key_mgmt=WPA-PSK wpa_pairwise=TKIP rsn_pairwise=CCMP ssid=[WiFi SSID 名稱] wpa_passphrase=[WIFI 密碼] 之後編輯預設設定 sudo nano /etc/default/hostapd 把原本的 #DAEMON_CONF="" 改成 DAEMON_CONF="/etc/hostapd/hostapd.conf" 設定 wlan1 -> wlan0 的 forwarding sudo nano /etc/sysctl.conf 把 #net.ipv4.ip_forward=1 改成 net.ipv4.ip_forward=1 新增 iptables 規則 如果你是用 Lite 版沒有 iptables 可以先透過以下指令安裝 sudo apt-get install iptables 然後輸入 sudo iptables -t nat -A POSTROUTING -o wlan1 -j MASQUERADE sudo sh -c "iptables-save > /etc/iptables.ipv4.nat" 編輯 rc.local 在啟動時自動應用規則 sudo nano…
Arduino 用在產品上太貴?有聽過 CH552G 嗎?
話說一個月前我在想到底有甚麼方法可以替 Raspberry Pi 增加一個 Analog Read 的功能,看了網上很多的教學和文章,大致上的方法就只有 用 ADC 透過 SPI 傳到 Raspberry Pi 的 GPIO用 USB 接一片 Arduino UNO 再透過 Serial 傳送讀取的資料 可是 ADC 需要接到 Raspberry Pi 的 3.3V GPIO,用來量 5V 的 Analog 電壓的話總覺得有點危險,要安全的話要加一片 LLC (Logic Level Converter,5V 轉 3.3V 的),需要的空間又會變更多,而且生產上來也不會特別便宜。 另外第二個方法比較安全(畢竟 USB 的 5V 是直接來自電供的,如果有短路電供會先斷開作保護),但是一片 Arduino (ATmega328)價格一點都不便宜,即使用較便宜的 ATtiny 44 也需要快 10 - 12 港幣一片,如果真的要量產起來一點都不比 ADC + LLC 便宜。 然後剛好我在研究 CH340 的各種版本時,在那間公司的網站不但發現到有一種 CH340 有內置晶振(不用外接,省掉焊接和零件的成本)而且還發現了一種新的 MCU 沒錯,這就是今天的主題:CH552G 於是我便隨便買來了一片開發板,來到之後長這樣,真的好小,跟我前女友的現任男友 ㄐㄐ 差不多大小。 CH552G 的好處在於以下幾點 內置 USB HID 控制器,不需要外接 USB to Serial 轉接晶片(如 CH340)5V Logic Level,可測電壓為 0 - 5v (對應 0 - 255,共 8bit 準確度)超級的便宜,大概 5.5 港幣就能買到一片(開發板也只是約 15 港幣一片) 使用 Arduino IDE 對它進行編程 https://github.com/DeqingSun/ch55xduino 上面是這次使用的 Arduino board definition。跟其他的第三方板子一樣,先把它給的 json 檔加入你的 Arduino 設定裡,再在 broad manager 找到 ch5xx 的板子把它加進去。 https://raw.githubusercontent.com/DeqingSun/ch55xduino/ch55xduino/package_ch55xduino_mcs51_index.json 對於全新的開發板,第一件事情就是先安裝 bootloader。詳情教學可以看 Github,但是對於 Windows 用戶在跟著 Github 教學前需要先為 CH552G 安裝 driver,不然在 Windows 內會顯示為不明裝置。其步驟為下: 下載 Zadig ,https://zadig.akeo.ie/按著在沒插電的開發板上的 PROG 按鈕(或「下載」按鈕)把開發板透過 USB 線連到電腦(注:不能鬆開按鈕)等待開發板在「裝置管理員」以「不明裝置」顯示之後才可鬆開打開 Zadig,點選 Unknown Device 1,選擇 Install Driver第 3 - 5 分鐘(可能更慢,看電腦規格)完成之後把開發板拔出,再重新插回去電腦裝置管理員會顯示為 COMX (我的話就是 COM7) 完成後的 Zadig 界面 安裝完 driver 的開發板,COM7 燒錄 Bootloader 在開發板寫程式的時候 bootloader 會順便送進去,所以這裡我們先要選好正確的板子(我這片是 CH552) Pin 的編號就是以開發板上寫的 x10 為準,例如說要控制 P3.0,pin number 則輸入 30,P3.2 則是 32 如此類推。因為我要順便測試 analogRead 跟 USB Serial,所以我把 blink 改成這樣 int val = 0;…
使用 Apache2 當 Reverse Proxy 伺服器
因為最近房東在沒經我同意之前在房間的網絡上遊加入了一台 NAT 路由器,所以原本架在我的房間裡的 ArozOS 伺服器就沒辦法在外面連線了。想了想,於是我想到了可以透過 zeroTier 和 Reverse Proxy 來使用我房間裡的伺服器,所以便開始研究怎樣可以弄到一台 Reverse Proxy 的伺服器。 網絡上很多人喜歡用 nginx 來當 RP伺服器,可是基於某些原因我並沒有太喜歡它所以我就選擇用 Apache2 了。首先,安裝 apache2 sudo apt-get update sudo apt-get install apache2 -y 然後就是編輯它的設定檔,加入你需要 proxy 的目標 sudo nano /etc/apache2/sites-available/000-default.conf NameVirtualHost *:80 <VirtualHost *:80> ServerName ixtw.hkwtc.com ProxyPass / http://{zerotier 的區網 ip}:8080/ ProxyPassReverse / http://{zerotier 的區網 ip}:8080/ </VirtualHost> <VirtualHost *:80> DocumentRoot /var/www/html </VirtualHost> 然後 Enable Proxy 插件並重啟 apache 2 sudo a2enmod proxy_http sudo systemctl restart apache2 可是,WebSocket 要求過不去欸? 這是因為要 proxy websocket 會需要額外的 module 去處理,首先啟用 wstunnel 跟 rewrite engine sudo a2enmod proxy_wstunnel sudo a2enmod rewrite sudo systemctl restart apache2 然後加入 RewriteCond 跟 RewriteRule <VirtualHost *:80> ServerName ixtw.hkwtc.org RewriteEngine On RewriteCond %{HTTP:UPGRADE} ^WebSocket$ [NC,OR] RewriteCond %{HTTP:CONNECTION} ^Upgrade$ [NC] RewriteRule /(.*) ws://192.168.196.15:8082/$1 [P,QSA,L] ProxyPass / http://192.168.196.15:8082/ ProxyPassReverse / http://192.168.196.15:8082/ </VirtualHost> 最後再重啟一次 apache sudo systemctl restart apache2 這樣就完成了!
透過 Arduino 取得 UART HMI 螢幕頁面 ID 然後按需求轉頁
最近因為我在弄一個 60W 的 PD 充電器,然後想弄一個迷你的螢幕來顯示電池的資訊,所以我便選用了一個 2.2寸的 UART HMI 了。 2.2 寸的 UART HMI,比想像中要小一點 選 UART HMI 的原因有很多,網上也有很多文章教你怎樣選合適的螢幕,所以我就不細說了。簡單來說, UART HMI 是一種可以透過 Serial 來控制螢幕載入預先設計好的界面的一種人機界面。 發送指令到螢幕 HMISerial 是 Software Serial。以下 function 把 cmd 內的內容發到螢幕,如果 debugMode 被啟用,側會同步輸出到 hardware serial 上。 SoftwareSerial HMISerial(2, 3); // RX, TX //... void sendCommand(String cmd){ if (debugMode){ //Mirror output to serial Serial.print(cmd); Serial.write(0XFF); Serial.write(0XFF); Serial.write(0XFF); } HMISerial.print(cmd); HMISerial.write(0XFF); HMISerial.write(0XFF); HMISerial.write(0XFF); delay(50); } 使用例子: sendCommand("t0.txt=\"[info] MCU Connected\""); 取得現在 HMI 屏幕正在顯示的 Page ID 如果你把 sendme 指令發到屏幕,屏幕會回傳現在的 page ID 給你,它的回傳信號大約長這樣 66 01 FF FF FF 66 是這個指令的回傳碼,01 是現在的 page ID (即是 page 1),FF FF FF 側是傳送完成的意思,所以我們只需要在 Serial.read() 的時候抓到 0x66 就知道下一個一定是 page ID 了。 int getPageNumber(){ sendCommand("sendme"); bool nextReadIsPageNumber = false; while (HMISerial.available() > 0) { // read the incoming byte: incomingByte = HMISerial.read(); if (nextReadIsPageNumber){ //這是 page ID nextReadIsPageNumber = false; return incomingByte; } if (incomingByte == 0x66){ //下一個出現的 byte 就是 page ID 了 nextReadIsPageNumber = true; } } } 使用例子(檢查現在是否在 page 0(hex: 0x00)) currentPageNumber = getPageNumber(); if (currentPageNumber == 0x00){ //Do something } 成果(Arduino 透過 COM port 輸入到模擬器)
ArOZ Portable 主板開發計劃
說到 ArOZ Portable 計劃,這是一台可以放進口袋裡的迷你 ArozOS 伺服器。如果你沒看過的話現在的版本大約長這樣 最穩定版本的設計 可是如果你有機會把它拆開來看,你就會發現這版本其實是沒辦法量產的。因為裡面的線路長這樣 所以結論是:在真的量產之前我要先把它變成可以量產的設計。 ArOZ Portable 主板 通常說到電腦、手提電子裝置等等的東西第一個最基本的東西就是主板了。 這個計劃由 2016 年開始我就不斷在嘗試弄一塊主板來省略那堆亂七八糟的走線,可是每次都因為不同的原因而失敗。最大的原因可能是因為我還沒有焊接 小於 SOP 跟 0805 針腳的技術力吧,也有不少原因是當年的畫板技術還沒足夠讓我真的去自由發揮。 在這裡我就跟大家分享一下這幾年來我設計的 ArOZ Portable 主板(失敗品)吧 初代 ArOZ Portable 主板 第一代的 ArOZ Portable 主板 這一塊主板基本上就是一塊 FE1.1S USB Hub 晶片 + Micro SD 轉 USB 的晶片(用以代替外接的 USB 儲存裝置),但是當然這兩塊晶片的腳位都是 SSOP 的,而到現在我還是沒有合適的工具去焊接 SSOP 腳位,所以這板子當然是失敗了。 第二代主板 第二代的主板主要是把 SD 卡讀卡器移除,跟把充電電路放回進去。你在 U2 的位置能夠看到一個熟悉的 TP4056 layout,理論上是可以提供 5V 1A 的充電性能。但是唯一一個問題是這電路設計的時候沒考慮到 5V 升壓問題(而且還要畫完,在掉去生產前一刻才發現這問題),而大部分 USB 裝置必須要有 5V 供電才能運作,結果這板子也是不能用的。 第三代主板 在發現第二代這種低級錯誤之後第三代就換回去用移充的主板來供電了(右上的那個凹進去的位置),然後順便加粗了供電的走線和買了焊膏和熱風槍。雖然有成功焊出一兩塊,但是最後也是因為 FE1.1S 焊的良率太低而報廢(果然還是需要紅外線焗爐啊) 第四代 想著既然第三代都能有幾個 % 的成功率,那第四代也能碰碰運氣看看定 20塊板子有沒有一塊能成功吧?於是我把充電、升壓、USB Hub 等等全部放到一塊板子上面,結果良率太低全部焊完之後一塊正常運作的板子都沒有(# 第五代 「算了,還是 back to basic 好了。」用這種邏輯而畫的版子。只提供了最基本的電源、USB port 信號 routing 跟 USB Hub 的晶片,結果雖然有一點問題,但是加一點 patch wire 之後總比一大堆線要好。可是這體積,應該還能再小一點? 第六代 因為考慮到能不能把良率超低的 FE1.1S 找 OEM 進行焊接,然後以模組的形式插回到主板上而開發的板子。基本上與第五代的設計一樣,就是把 FE1.1S 的 footprint 換成了 2.54 針腳的插槽 可是後來這版本並沒有進行生產,因為問了才知道這麼少的生產量走一趟 OEM 貼片實在太貴了(比起買 USB hub 模組回來拆還要貴),所以就這樣這東西就放置了 1年多(由 fyp 開始到 grad 我都沒碰過這計劃) 第七代 在香港疫情爆得最厲害的時候因為在家裡沒事幹所以抽了點時間來設計這塊板子。這基本上是基於第七代的設計,但是把多餘的板子部分切走,讓它最小化方便安裝。可是沒進行生產的原因也是跟第七代一樣。另外你也能看到背面原本要放移充主板的位置被一塊 Powermanv5 代替。 主板背面,使用自家開發的 Powermanv5r2 主板代替移充主板,這樣就不用每做一台 ArOZ Portable 就犧牲一塊移充 背面用來供電跟充電的 Powermanv5r2,也是自家開發的其中一種通用模組,已經量產 https://www.tindie.com/products/tobychui/powerman-power-boost-lipo-charger-inoutput-5v-2a/ 第八代 經過這一年來不斷來回生產不同的 PCB 來做 STEM Kit 跟 了解了更多不同類型的晶片供應商,現在終於有技術可以重新回到這個 project 了。在幾個巧合的情況下才讓我有辦法設計到這塊板子: 在 twitter 看到有工程師分享一塊 SOP16 的 USB Hub 晶片:SL2.1A在拆移充時發現了一塊更便宜的充放管理晶片:HT4928我已經開發好 Powerman 跟 Powerloli 兩塊通用鋰電池充放管理板(內置升壓功能)終於理解 When in doubt, ground it out (有懷疑不知道它要連哪裡的時候,就把它接地吧)的道理 後面可以直接拉線到 Raspberry Pi Zero W 的 test pad 供電和 USB 接口 然後就是等 Power Loli v2 的樣品 PCB 回來,測試過沒問題之後就可以正式生產這塊第 八代的板子了。 8 May…
Sinilink XY-WF5V 灌 Home Dynamic v2 IoT 控制器
最近因為一些原因拿到了兩塊 Sinilink 的 XY-WF5V WiFi 繼電器模組。由於它的內置 firmware WiFi 有鎖,加上它的 App 看上去就覺得很爛,所以我決寫把它的 firmware 刷掉重新寫一個 HDSv2 的 firmware 進去,讓我的雲端 IoT 控制器能夠控制到它。 首先,怎樣在非開發板上灌程式? 這個時候你就需要 USB 編程器了(大陸叫下載器,通常我叫它 ISP),你可以用不同的方式來灌程式進去,可是我這裡用的是最便宜的 ESP01 用編程器,樣子大約長這樣 然後我們就可以直接把線從那個 2 x 8 2.54 母頭裡拉出來,直接焊接在 ESP8266 上面,線路如下 接線圖 完成之後大約長這樣 逆向工程 之後就是把板子的線路重新畫出來。由於這是一塊兩層板,所以沒甚麼大問題。之後再把找到的 GPIO 跟據需要重新寫進 HDSv2 On/Off 的 example sketch 裡面, 可是,我們怎知道應該使用哪一塊開發板的配置呢? 這個我們可以選擇使用 Wemos D1 R1 作為基礎,重新把 ESP8266 上對應的針腳在 Wemos D1 上找到對應的 Digital Pin 號碼即可。完成之後 Arduino sketch 裡面的開關 pin 被改成如下: int signalOutputPin = D14; //The pin to activate the mosfet of relay int buttonPin = D6; int refPin = D8; 如果找不到 Pull up / down 電阻怎辦? 另外,如果你在板子上找到沒有 pull up / pull down 的按鈕,很有可能它是使用軟體方式做的 internal pull up / down 電阻。在更改 HDSv2 的 example 時只要把 INPUT pin 的設定由 INPUT 改成 INPUT_PULLUP 即可,例子如下: pinMode(buttonPin, INPUT_PULLUP); 相關可以使用程式 pull up / down 的針腳可以參考下表(請對應 Generic 8266 的 GPIO 號碼,不要使用最左欄的 pin 號碼) 完成圖 完成之後在 ArozOS 內重新掃描一下 IoT 裝置,應該就會有新的 Sinilink WiFi Relay 在列表中出現了。
用了三年時間寫網頁桌面作業系統的故事
這是一個想找地方儲存他的音樂、影片跟圖片的窮學生與他的 Raspberry Pi 的故事。 如果你想直接下載來玩,這裡是傳送門:https://github.com/tobychui/arozos 開始時候的樣子 由 2016 年開始,我就一直在寫這套自用的系統。這系統主要是用來存放音樂、影片檔案等等的媒體文件,這樣我就可以很方便的在課堂跟課堂之間的休息時間聽到自己的音樂或是看一套短劇。這是這套系統於 2016 年的時候的樣子 這個版本是使用 PHP5 開發,後來升級到了 PHP 7 + Apache 伺服器。雖然同一台主機(當時我還是在用我的主機來當伺服器)上面有安裝到資料庫,但是它本身是不需要連接到 MySQL 資料庫的。這系統基本上是使用膠水語言黏起來的,運作原理就是後台的一個 VB.net 程式定時把硬碟上的音樂檔案掃描,並產生一個音樂列表讓 php 去 render 一個網頁界面。當有需要的時候再從硬碟裡搬出來到網頁伺服器的資料夾再進行串流。 你現在依然能夠在我的 Github 找到最原始版本的 ArOZ Online 系統(後來才改名為 ArozOS 作業系統),但是拜托 不!要!用!它!https://github.com/tobychui/ArOZ-Omega-Online 由 PHP 到 Go:開發難度與效能的平衡 這個非常簡單的 PHP 版本使用一兩年之後,因為我開始在上面放越來越多的檔案,單一頁面已經無法應付所有檔案的列表,所以開始加入檔案管理器、模組化的播放器到最後的網頁桌面 不過兩年後,PHP 的系統還是無法應付很多大型檔案(特別是現在的檔案都越長越大,由以前幾 MB 的 mp3 到現在隨時到 50 - 60MB 的 flac 檔案),加上桌面系統做得越來越像本地端的桌面,而需要大量而且高反應速度的資料回傳,因此 PHP 已經沒辦法再成為這系統的主力語言,而需要轉移到另一種語言繼續開發。有興趣了解更多關於這部分的技術問題可以看這篇: http://imuslab.com/wordpress/2020/03/29/%E7%B7%A8%E7%A8%8B%E8%AA%9E%E8%A8%80%E7%9A%84%E6%A5%B5%E9%99%90%EF%BC%9Aphp/ 最後經過一點研究之後,我決定轉移到 Go 語言,並把 ArOZ Online Beta (AOB)正名為 ArozOS 。 3 年後的 ArozOS 系統 經過 3 年的開發,它終於成為了一個類本地作業系統的網頁系統。首先就讓我們由桌面開始介紹吧! 網頁桌面 ArozOS 的桌面基本上就是 Ubuntu 20.04 混 Windows 的風格。你可以看到類似 Ubuntu GNOME 的通知欄 也能夠在右上角看到電源開關(可以透過啟動參數關閉這功能),還有一些方便的捷徑 就像 Windows 一樣,如果你要建立一個新檔案也只需要右鍵即可。你也可以透過右鍵選單來更改桌面背景 開始功能表也是如此,看著有沒有一點熟悉的感覺? 在結束桌面的介紹之前最後一定要說的:桌面版的重新命名界面! 看到沒有彈出視窗的感覺是不是非常有桌面的感覺呢?是不是有那種回到家對著主機螢幕的那種安心感(不對 檔案管理員 在使用原本的系統一段時間之後,我開始需要上載其他東西到我的系統裡。而最通用的界面去查看不同類型的檔案當然是?沒錯,就是檔案管理員。所以我就自己寫了一個進去我的系統啦 我的檔案管理員有兩種模式,為別是「列表」模式跟「縮圖」模式 在縮圖模式下,檔案管理只會嘗試從檔案中提取預覽圖片。這功能適用於音樂、影片,照片甚至 3D 模型檔案 檔案管理員最初並沒有分類和排序的功能。可是由於上載到系統的檔案數目日益增加,所以去到一個地步我還是需要把排序功能加進去才有辦法找到我的檔案( 之後還加入了支援 regex 的檔案尋找功能 噢,如果你是喜歡 dark theme 的使用者,檔案管理員也提供 dark theme 模式,不過這最初只是方便我在晚上找電影來看而已 檔案管理功能 檔案管理員提供很多不同的檔案功能。你可以在右鍵選單中找到所有的功能。 就如作業系統一樣,你也可以選擇以某一個 WebApp 開啟指定的檔案 為了讓自己在收拾和清理資料夾的時候比較方便,所以系統也加入了支援 drag & drop (拖放)的功能。要移動檔案的時候只要很簡單的把檔案由一個視窗拖放到另一個視窗即可。 由於 Golang 本身提供 async 模式以處理要求(request),因此這樣的功能比起 PHP 更容易開發。這個即時的進度顯示是使用 websocket 技術,讓後端一邊複制檔案一邊回傳進度。 檔案分享 間中我也會有需要透過 ArozOS 分享檔案的功能。因此我就順便把這個功能加進去了。 (這裡只是一個例子,乖孩子不要把 localhost 的網址分享給別人喔) 別人就可以透過 QR Code 或是分享的連接來下載到檔案 回到原點:音樂與影片播放 當然這些功能現在還存在吧!經過三年的開發,這些功能已經比之前的好用很多了。使用 PWA 技術,現在的音樂播放器大約長這樣 這個界面甚至可以在 Android 手機上顯示獨立的播放界面(如果你是工程師,這個叫 MediaSession API) 影片播放模組亦是如此。使用 HTML5 技術,它能夠串流影片和電影,不再需要好像以前的版本那樣先下載才能看了。 系統設定 基本設定 由於這套系統已經長這麼大,這麼複雜了,要管理這套系統亦會需要一個很複雜的設定界面。我嘗試把設定界面做得簡單易用,所以就設計了一個分類,讓不同的設定放在不同的子分類裡,然後下面再有不同功能設定的細分類。 首先,你可以在系統設定看到系統的基本資料與處理器、記憶體使用量。 WebApp (網頁應用程式)及 Subservice (子服務) 當然,作為一個網頁桌面系統,當然也需要一個安裝應用的界面吧?所以我就弄了一套應用系統出來了。以下是一堆我寫出來自用的應用程式 WebApp 都是一些簡單,只需要檔案存取的應用程式。這些 WebApp 使用 JavaScript 編寫,並使用 Otto VM 作沙盒隔離。而 Subservice 則是一些比較複雜,需要直接與 OS 連接的程式。 你可以輕易的透過設定界面安裝和移除 WebApp 可是 Subservice 只能設定啟用和禁用。畢竟有一些 subservice 是跟系統運作穩定性相關的,理論上應該是由裝置的…
從零開始的 IoT 系統設計
說到 IoT (物聯網)很多人第一時間就會想起 Google Home ,Apple HomeKit,Amazon Echo 之類的智能喇叭(音箱),但是他們並不是真的跟 IoT 有關,他們比較像是一個輸入裝置或是一個 gateway 去控制其他裝置而已。 另外比較有技術背景的人可能會想起一些 IoT 的技術,好像說 Bluetooth BLE,Zigbee,2.4Ghz RF 跟 IR 之類的傳輸技術,也有另外一些人會想起 IFTTT、MQTT 之類的通訊協議。可是我們這次不是要說這個,而是 怎樣從零開始自己幹一套 IoT 控制系統出來 嘛,雖然說是從零開始但是總不能從沙開始煉硅晶吧?所以這裡的零界定為: 不使用任何專門為 IoT 設計的產品或軟件來制作這套 IoT 系統。 托比 因為之前我在高中畢業到大一之間的暑假我也曾經研究過一套叫 Home Dynamic 的 IoT 系統,所以這套東西就沿用這個名字叫做 Home Dynamic v2 吧! 選擇硬體平台 如果要開發物聯網系統,最基本的話就是需要有「物聯網」中「物」的部分吧?所以我就先由硬體開始選擇。這裡我有幾個要求 便宜,而且容易買到體積要夠小,而且輕便省電(因為要 24/7 的運作) 所以這裡就直接省卻了基於 ARM 處理器的開發板了。剩下的就只有 Arduino 系列用的 ATmega 或是更省電的 ATtiny 或者 ESP 系列的 ESP8266 或 ESP32 選擇連接協議 到了「物聯網」中「聯」的部分,到底要怎樣讓這塊板子連接到其他裝置上?市面上有很多不同的 IoT 連接協議及相關的硬體,常見的包括: Zigbee (通常用在 Mesh 網絡上 )Bluetooth BLE (通常用在需要超省電的裝置上)LoRa (通常用作長距離通訊)2.4Ghz RF (通常用作即時控制,如搖控車)WiFi (對,就是你手機筆電在用的那個 WiFi) 這裡的選擇其他也滿簡單的。首先,LoRa 一定用不上,香港的房子連轉身的空間也沒有,能連接數公里距離的 LoRa 一點用途都沒有。 Zigbee 的確是其中一個可以考慮的選擇,但是因為我也想透過現有的 ArozOS 系統控制它,而 Android、Windows 等作業系統都沒有原生支援 Zigbee,所以在這裡也不作考慮。 最後只剩下 3個選擇:BLE,2.4Ghz RF 跟 WiFi ,不過反正大家都是 2.4Ghz,而且因為我的 IoT 裝置都是用來控制電源、或是用來檢測太陽能板等很容易都抓到電源的地方,那當然選擇最容易可以透過不同手提裝置控制的選擇:WiFi 選擇網絡連接方式 說到「物聯網」的「網(絡)」,既然都跑 WiFi 了當然是用 HTTP 啊!雖然也有其他連接方式例如 MQTT 之類的,但是在選擇這個技術之前要考慮到幾點 這種技術會不會有 SPOF (Single Point of Failure)這種技術會不會需要額外的伺服器 / 硬體這種技術開發起來方不方便(畢竟是寫給自己用,賺不了錢所以太複雜了反而沒意思) 所以就用最簡單的 GET request 就好了啦。而且這方法也不需要 ESP32 內置的藍牙硬體,所以我們可以直接選擇最便宜的 ESP01 來做我們的控制器,一石二鳥。 可是,我們怎樣從網絡中找到 IoT 裝置? 這是一個好問題,而且之前我在開發 Home Dynamic 系統的時候也遇過類似的問題。但是作為剛剛升大學的我,當時我使用了一個最原始的方法:每個 IP ping 一次 但是在這次的開發計劃中(我把它叫做 Home Dynamic v2),我打算使用 mDNS 來取代這個(爛)IP 掃描方法。畢竟比起一次過把整個區網 ping 一次,例不如讓裝置自己 broadcast 自己的信息好了。剛好 ArozOS 也有內置到 mDNS 掃描器,所以就直接拿來做 IoT 掃描器不就行了嗎? 於是,我把 mDNS 的 transponder 塞到 ESP8266 裡面,然後跟據 ArozOS 的 mDNS transponder 結構寫了個這樣的 metadata 到 transponder 的回應信息裡面。以下為 hdsv2 的電源開關控制器的代碼: //Inject zeroconf attr into the MDNS respond (For scanning by ArozOS) void…
在 Go 伺服器上加入 Gzip Middleware 中繼器
話說最近因為有使用者提出想把 ArozOS 放到 Cloud VM 上面跑,所以想盡量壓縮 bandwidth 使用量,經過一大堆討論之後的結論就是在伺服器主要的檔案傳送之前先加個 gzip 壓縮器。 現時網上對於要應用 gzip middleware (我把它譯做「中繼器」,畢竟叫他做「中介軟體」好像怪怪的,跟中國大陸的叫法叫「中間件」又好像不太能表達意思) gzip middleware 原理 這個原理很簡單,就是在資料發出去之前先經過一層 gzip 以減少傳送的資料量,系統由原本的 要求 --> Mux / Router --> Handler --> 回傳 變成 要求 --> Mux / Router --> Handler --> gzip 壓縮 --> 回傳 因為要解釋起來很麻煩所以我就直接把 Go module 放這裡了: https://gist.github.com/tobychui/e31ca5be46e266cf52fc247dd38c9181 以下是一些使用例子: if *enable_gzip { http.HandleFunc("/media/", gzipmiddleware.CompressFunc(serverMedia)) }else{ http.HandleFunc("/media/", serverMedia) } fs := http.FileServer(http.Dir("./web")) if *enable_gzip { //Gzip enabled. Always serve with gzip if header exists http.Handle("/", gzipmiddleware.Compress(fs)) } else { //Normal file server without gzip http.Handle("/", mroutner(fs)) } 效果 以 ArozOS 的 desktop.system 界面來看,節省的流量大約如圖所示 上:有開啟 gzip 中繼器 下:沒有開啟 gzip 中繼器 嘛,基本上就這麼簡單而已。
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