Computador integrado AntexGate + modem 3G. Configurações úteis para uma conexão de internet mais estável

No campo da automação industrial, existe um paradigma implícito no qual muitos fabricantes de equipamentos industriais fazem controladores separadamente e modems separadamente. Via de regra, cada dispositivo é colocado em sua caixa, possui alimentação própria, grandes dimensões e alto custo. Essa versão de separação funcional tem suas vantagens e desvantagens, mas, em nossa opinião, leva, antes, a uma comercialização maior do que por alguns motivos objetivos. Portanto, decidimos seguir um caminho um pouco diferente e fizemos um dispositivo universal , que é um controlador baseado em Linux livremente programável com um modem em um único gabinete. Isso nos permitiu em nossos projetos abandonar praticamente completamente os painéis de automação usuais e chegar a soluções mais móveis.



No recorte deste artigo, compartilharemos com você os meandros da configuração do modem e vários scripts úteis para uma conexão 3G mais estável.

Pré-requisitos e soluções

Ao desenvolver nosso dispositivo, fomos guiados pelo fato de que ele deve se conectar à Internet móvel para se conectar a plataformas em nuvem. Havia duas maneiras: soldar o modem na placa ou usar conectores mPCIe. Optamos pela segunda opção e fornecemos dois conectores mPCIe de uma vez (Figura 1), pois essa opção nos pareceu mais interessante e flexível. Afinal, a instalação e troca do modem demoram alguns segundos, mais a variabilidade necessária aparece para o usuário e ele pode usar as combinações de módulos mPCIe que precisa para um projeto específico. Além de um modem 3G, podem ser módulos LoraWan ou Wi-Fi. Além disso, as soluções mPCIe provaram ser bastante confiáveis ​​e de alta qualidade.





Figura 1 - conectores mPCIe



Consideramos as seguintes opções como o módulo 3G principal para nosso dispositivo:

• MikroTik R11e-LTE6
• Quectel EC25-E
• YUGA CLM920 TE5
• HUAWEI MU709s-2p

Porém, após os testes, o modem HUAWEI acabou sendo o mais preferível para nós em termos de confiabilidade e relação qualidade-preço (Figura 2). Nós o tomamos como base e o instalamos opcionalmente em nossos dispositivos. Portanto, no futuro consideraremos a configuração e os scripts do modem relativo deste modelo. Talvez este script seja universal e útil para outros modems, no entanto, a estabilidade com outros modelos não é garantida. Para Rasbian Buster e HUAWEI MU709s-2p tudo funciona bem.





Figura 2 - Modem HUAWEI MU709s-2p instalado na placa do dispositivo

Usando um script para reiniciar um modem 3G

Para uma operação mais estável e sem problemas, escrevemos um script que fará o ping do endereço IP especificado e, se o número de pings especificado nas configurações não tiver passado, o modem GSM será reinicializado, restaurando assim a conexão de rede travada. Deve-se observar que o modem é definido no sistema como placa de rede lan1.



O arquivo com todos os arquivos necessários pode ser baixado deste link . Além disso, o texto dos próprios scripts é apresentado a seguir.



O arquivo check_inet.sh é necessário para verificar a conexão com a Internet. Se o endereço IP especificado não executar ping, puxamos a perna 19 e reiniciamos o modem ao ligar. O código é o seguinte:

#!/bin/bash
#count=0;
#echo "Start script"
#echo 19 > '/sys/class/gpio/export'

while [ true ]; do
# sleep 30
. /home/pi/igate.conf
#echo $usb_port
#echo 'AT^NDISDUP=1,1,''"'$apn'"''\r\n' 
#echo 'AT^NDISDUP=1,1,"internet.mts.ru"\r\n' 
flag=0

for ((i = 1; i <= $ping_count; i++)); do
#for i in {1..$ping_count}; do # 5   
#ping -I eth1 -c 1 8.8.8.8 > /dev/null || flag=$(($flag+1))
ping -I $interface -c 1 $ping_ip || flag=$(($flag+1))
sleep 1
done

if [ "$flag" -ge "$ping_error" ]; then #    3
#echo "  - "
#count=$((count+1))
#echo $count
# 
sudo ifconfig eth1 down
echo 19 > '/sys/class/gpio/export'
echo out > '/sys/class/gpio/gpio19/direction'
echo 0 > '/sys/class/gpio/gpio19/value'
sleep 1
echo 1 > '/sys/class/gpio/gpio19/value'
sleep 15
sudo ifconfig eth1 up
sleep 1
#echo -en 'AT^NDISDUP=1,1,"internet.mts.ru"\r\n' > /dev/ttyUSB3
#       APN
echo -en 'AT^NDISDUP=1,1,''"'$apn'"''\r\n' > $usb_port
#echo "  - "
fi
sleep $timeout
done 

O arquivo Start_inet.sh inicia check_inet.sh após a reinicialização do dispositivo:

#!/bin/bash

### BEGIN INIT INFO
# Provides:          start_inet
# Required-Start:    $remote_fs $syslog
# Required-Stop:     $remote_fs $syslog
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: Example initscript
# Description:       This service is used to manage a servo
### END INIT INFO


case "$1" in 
    start)
        echo "Starting check_inet"
        sudo /home/pi/check_inet.sh > /dev/null 2>&1 &
        #/home/pi/check_inet.sh
        ;;
    stop)
        echo "Stopping check_inet"
        #killall servod
        sudo kill -USR1 $(ps ax | grep 'check_inet' | awk '{print $1}')
        ;;
    *)
        echo "Usage: /etc/init.d/check_inet start|stop"
        exit 1
        ;;
esac

exit 0

O arquivo também contém o arquivo de configuração igate.conf



Sequência de configuração :



1. Adicione uma regra para combinar a conexão física da porta COM do modem ao hub USB. Para fazer isso, edite o arquivo no seguinte caminho:

sudo nano /etc/udev/rules.d/99-com.rules

2. Adicione a seguinte linha ao arquivo:

KERNEL==”ttyUSB*”, KERNELS==”1-1.5:2.4″, SYMLINK+=”GSM”

3. Salve as regras e reinicie o dispositivo. Agora, a porta do seu modem será determinada pelo conveniente alias / dev / GSM;



4. Baixe o arquivo do link acima ou crie você mesmo os arquivos check_inet.sh, start_inet.sh e igate.conf;



5. Copie o arquivo check_inet.sh para a pasta:

/home/pi/

6. Torne check_inet.sh executável:

sudo chmod +x /home/pi/check_inet.sh

7. Copie o arquivo start_inet.sh para a pasta:

/etc/init.d/

8. Torne o arquivo start_inet.sh executável:

sudo chmod +x /etc/init.d/start_inet.sh

9. Atualize a configuração de inicialização executando o comando:

sudo update-rc.d start_inet.sh defaults

10. Copie o arquivo igate.conf para a pasta:

/home/pi/

11. Defina o arquivo de configuração. Abaixo está o arquivo de configuração com comentários:

#ip- .      ip-,     [ping_error]    ,    GSM-,      .

ping_ip=”8.8.8.8″

#  APN.      -,     -.

apn=”internet.mts.ru”

#   3G ( ).   .  30     .

timeout=30

# .   .

ping_count=5

#     .   ,      .      [ping_count].            .

ping_error=3

#LAN  .   ,    AntexGate   [eth1],      ifconfig

interface=eth1

#USB  .  USB      ,    AntexGate   [ttyUSB4]

usb_port=”/dev/GSM”

Controle de script

Execute o arquivo de script check_inet.sh em segundo plano:

/etc/init.d/start_inet.sh start

Pare check_inet.sh:

/etc/init.d/start_inet.sh stop

O script também é iniciado automaticamente após a reinicialização do dispositivo.

Aplicações do dispositivo

Vamos considerar as principais tarefas para as quais o dispositivo pode ser usado:

1. Controlador com acesso à Internet para transferência de dados para a nuvem;
2. Um roteador 3G para tarefas de campo;
3. Controlador de casa inteligente com canal 3G redundante. Ou seja, você pode usar a porta LAN como principal canal de comunicação, e 3G como backup, para que sempre tenha acesso ao dispositivo;
4. Estação base LoRaWAN, ou seja, dispositivos de votação via LoRaWAN e transferência de dados para a nuvem via 3G ou LTE;
5. Dispositivo de monitoramento de veículos (conexão CAN e acoplamento com vários serviços)

Na verdade, pode haver muitas aplicações para tal dispositivo, e sua vantagem indiscutível é sua completude, versatilidade e mobilidade. Um dispositivo pode substituir o gabinete de automação familiar e se tornar uma solução insubstituível em seus projetos.