功能接口

这里描述IIoT-B100硬件接口, 和一些功能模块, 包括信号Pinout, 以及对应的软件用法.

系统功能

扩展micro SD卡

IIoT-B100上有一个micro SD卡插槽, 只能无eMMC版本配合使用.

注意

仅当您选用无eMMC版本 才可以用sd扩展.

串行Flash

IIoT-B100通过SPI扩展了一片SPI Flash, 32Mbits, 也就是4MByte, 可供客人存储数据等. 在Linux上, 串行Flash被识别为MTD(Memory Technology Device)设备, 此Flash的设备文件是 /dev/mtd0

注意

MTD设备与我们常见的块设备(Block)如硬盘, SDCard, U-Disk, eMMC不同. 典型的区别, MTD设备要进行Erase操作, 而Erase的Sector通常大于写单元的Page. 而Block设备通常有设备硬件处理, 在Host端不太区别写和擦除. 我们通常使用JFFS2文件系统来管理MTD设备, 而不是ext4.

注意

若客人使用我们提供的镜像, 此功能默认开启, 若使用官方镜像, 需要按照我们的BSP包, 请参考章节: "通过apt-get安装BSP包"安装BSP.

安装mtd-utils工具管理Flash设备 sudo apt update sudo apt install mtd-utils 第一次使用, 或者您需要'格式化', 请Erase整片Flash设备 sudo flash_erase /dev/mtd0 0 0 以JFFS2类型挂载, 读写 sudo mount -t jffs2 /dev/mtd0 /mnt 挂载后, 您就可以对 /mnt目录读写来读写Flash设备了

RTC实时时钟

IIoT-B100上集成有RTC, 对于国内销售的版本, 我们出货会默认附带安装CR1220纽扣电池(RTC备份电源). 这样, 可以保障系统有一个不间断的可靠的时钟, 不受设备下电等因素影响.

默认出货系统镜像, 会集成我们编写的RTC自动同步服务, 客人无需设置, 即可自动同步时钟, 可无感使用RTC. 大概的原理是:

• 系统开机时, 服务自动从RTC读出保存的时间, 并同步到系统时间
• 若有连接互联网, 系统会自动从NTP服务器同步时间, 使用互联网时间更新本地系统时间
• 系统关机时, 服务自动把系统时间写入RTC, 更新RTC的时间
• 因为有安装纽扣电池, 尽管IIoT-B100下电, 但是RTC仍在工作计时 这样, 可以保证我们的时间是准确可靠的.

注: 若是第一次开机, 因为RTC中无有效时间, 可能会同步失败, 直接重启即可. 重启的时候, 会把系统时间写入RTC, 后续正常使用.

若您不想用此服务, 可手动关闭:

sudo systemctl disable rtc
sudo reboot

重新使能此服务

sudo systemctl enable rtc
sudo reboot

手动操作RTC

手动读取RTC的时间

sudo hwclock -r···```

手动同步RTC时间到系统

sudo hwclock -s

把系统时间写入RTC

sudo hwclock -w

问题排查

请首先看是否有rtc设备(/dev/rtc0)加载:

ls /dev/rtc0

如果没有, 可能是您使用了官方标准系统, 但是没有安装我们的BSP包, 请参考章节: "通过apt-get安装BSP包"安装BSP, 另外, 您同样需要安装 ed-rtc包使能RTC自动同步功能.

其他可能的检查点:

• CR1220纽扣电池有没有安装
• NTP网络时间协议, 需要连接互联网才可自动同步时间, 另外, 需要开放端口(UDP, 123), 否则同步失败

有线接口

千兆以太网

IIoT-B100上有一路自适应 10 / 100 / 1000Mbsp 以太网接口, 建议使用Cat6(六类)网线配合使用. 系统默认10.10.0.10, 如果希望配置静态IP, DNS等, 请参考 dhcpcd的用法: dhcpcd手册(opens new window)

百兆以太网

IIoT-B100还上有一路自适应 10 / 100Mbsp 以太网接口, 丝印标识: 10/100, 与USB Type-A双层座子相邻, 是通过USB 2.0扩展而来.

注意

若使用我们的出厂镜像, 此硬件功能是可用的, 若使用官方镜像, 需要按照我们的BSP包, 请参考章节: "通过apt-get安装BSP包"安装BSP.

我们出厂时, 已经为百兆以太网烧录了MAC地址, 若客户想烧录自己的MAC地址, 我们提供烧录脚本, 可自行操作.

git clone https://gist.github.com/8c5c05e1bf22eff4e6ea76ae429f377a.git lan-utils cd lan-utils ./lan9500-mac-addr-set.sh

Usage: { prog addr | read | erase } 读取当前的MAC地址 sudo ./lan9500-mac-addr-set.sh read 擦除 / Erase sudo ./lan9500-mac-addr-set.sh earse 烧录MAC地址, 重启生效 sudo ./lan9500-mac-addr-set.sh prog aa:bb:cc:dd:ee:ff

Program MAC address: aa:bb:cc:dd:ee:ff...... OK

sudo reboot

USB 2.0 Host

IIoT-B100上有2个USB 2.0 Type A接口, 若使用我们的出厂镜像, USB Host功能是可用的, 若使用官方镜像, 需要按照我们的BSP包, 请参考章节: "通过apt-get安装BSP包"安装BSP.

USB micro-B

J22 USB micor-B接口, 主要用来eMMC的烧录, 如何烧录, 请参考章节: eMMC烧录

无线通信

IIoT-B100提供了丰富的无线通信支持, 支持双频WiFi, 蓝牙5.0和可选的4G LTE全网通通信支持.

双频WiFi

客户可选购带WiFi版本的IIoT-B100, 支持 2.4 GHz, 5.0 GHz IEEE 802.11 b/g/n/ac 双频WiFi. 我们提供双频外置天线, 已通过无线认证.

外置天线 / 内置PCB天线

可以通过软件配置, 来切换使用外置天线还是内置PCB天线. 考虑到兼容性和最广泛的支持性, 出厂默认系统是选用的内置PCB天线, 若客户选配带外壳的整机, 并配置了外置天线, 可以通过以下操作来切换:

编辑 /boot/config.txt

sudo nano /boot/config.txt

选择外置天线, 加入

dtparam=ant2

然后重启设备后生效.

AP

IIoT-B100上的WiFi还支持配置为:

AP路由器模式 / a Routed Wireless Access Point

                                        +- RPi -------+
                                     +---+ 10.10.0.2   |          +- Laptop ----+
                                     |   |     WLAN AP +-)))  (((-+ WLAN Client |
                                     |   | 192.168.4.1 |          | 192.168.4.2 |
                                     |   +-------------+          +-------------+
                 +- Router ----+     |
                 | Firewall    |     |   +- PC#2 ------+
(Internet)---WAN-+ DHCP server +-LAN-+---+ 10.10.0.3   |
                 |   10.10.0.1 |     |   +-------------+
                 +-------------+     |
                                     |   +- PC#1 ------+
                                     +---+ 10.10.0.4   |
                                         +-------------+

桥接模式 / a Bridged Wireless Access Point

                                         +- RPi -------+
                                     +---+ 10.10.0.2   |          +- Laptop ----+
                                     |   |     WLAN AP +-)))  (((-+ WLAN Client |
                                     |   |  Bridge     |          | 10.10.0.5   |
                                     |   +-------------+          +-------------+
                 +- Router ----+     |
                 | Firewall    |     |   +- PC#2 ------+
(Internet)---WAN-+ DHCP server +-LAN-+---+ 10.10.0.3   |
                 |   10.10.0.1 |     |   +-------------+
                 +-------------+     |
                                     |   +- PC#1 ------+
                                     +---+ 10.10.0.4   |
                                         +-------------+

或者混合模式

请客人参考开源项目 github: garywill/linux-router (opens new window)了解如何配置.

蓝牙5.0

IIoT-B100可选配是否集成蓝牙功能, 如若带蓝牙的话, 此功能默认是开启的. 客人可使用 bluetoothctl 扫描, 配对, 连接蓝牙设备, 具体请参考: ArchLinux - Wiki - Bluetooth(opens new window)

4G LTE

客人可选购是否带4G模块, 我们在国内配置了移远EC20全网通4G模块, 支持移动, 联通和电信网络制式. 客人必须使用我们默认的出厂镜像, 若使用官方镜像, 需要按照我们的BSP包, 请参考章节: "通过apt-get安装BSP包"安装BSP, 并且安装ed-networkmanager包, 若没有安装此包, 执行安装

sudo apt install ed-networkmanager
sudo reboot

设置4G网络

使用此命令设置4G网络

# sudo nmcli connection add type gsm con-name <connection_name>
# 创建一个名为mobilegsm的gsm网络 

sudo nmcli connection add type gsm con-name mobilegsm

提示

如果上面命令没有作用，这里有一些例子，可以仿照例子创建自己的网络

# sudo nmcli connection add type gsm con-name <mobile> ifname cdc-wdm0 gsm.number <number> gsm.apn <apn> gsm.username <username> gsm.password <password>
# 中国移动
sudo nmcli connection add type gsm con-name "mobile" ifname cdc-wdm0 gsm.number "*98*1#" gsm.apn "cmnet" 
# 中国联通
sudo nmcli connection add type gsm con-name "Unicom" ifname cdc-wdm0 gsm.number "*99#" gsm.apn "3gnet" 
# 中国电信
sudo nmcli connection add type gsm con-name "Telecom" ifname cdc-wdm0 gsm.number "#777" gsm.username "ctnet@mycdma.cn" gsm.password "vnet.mobi" 

开机后, 考虑到拨号时间, 等待若干分钟后, 客人可通过ifconfig查看网络状态.

故障排除

请先确认:

• 有无插micro SIM卡, 并且无欠费
• 有无连接4G外置天线
• 是否使用默认出厂镜像, 或者在官方镜像上安装过我们的BSP
• 蓝色的4G指示灯有没有闪
• 如果确定都没有问题，可以联系客服远程查看

客户可通过 以下指令查看是否有安装过BSP

dpkg -l | grep ed-cm4ind
dpkg -l | grep networkmanager

工业控制接口

IIoT-B100上, 预留丰富的工业控制总线, 有:

• 1x RS232
• 2x RS485
• 2x 光隔离DI
• 1x 单刀双置继电器
• 3x 12为ADC 均以凤凰端子方式引出

设备文件对照表

接口ID	CPU外设ID	Linux设备文件(V1.1)	Linux设备文件(V1.2)	Linux设备文件(硬件V1.3)
J58/UART0, Pin Header	UART1	/dev/serial0	/dev/serial0	/dev/serial0
RS485-1	UART4	/dev/ttyAMA2	/dev/ttyAMA2	/dev/ttyAMA2
RS485-2	UART3	/dev/ttyAMA1	/dev/ttyAMA1	/dev/ttyAMA1
RS232	UART5	dev/ttyAMA3	/dev/ttyAMA3	/dev/ttyAMA3
DIN1	GPIO11
DIN2	GPIO26
继电器	GPIO22
ADC - AIN1		in_voltage4_raw	N/A	in_voltage1_raw
ADC - AIN2		in_voltage6_raw	N/A	in_voltage2_raw
ADC - AIN3		in_voltage7_raw	N/A	in_voltage3_raw
蜂鸣器	GPIO25
J68, 1xGPIO	GPIO27

RS232

IIoT-B100上有一路RS232, 对应CPU上的原生UART, 使用SP3232电平转换芯片, 直接在凤凰端子输出232电平. 请参考上述设备文件对照表, 查看232接口对应的Linux设备节点(文件).

若使用官方镜像, 需要按照我们的BSP包, 请参考章节: "通过apt-get安装BSP包"安装BSP

RS485

IIoT-B100上有2路RS485, 均对应CPU上的原生串口, 并使用SP3485接口芯片做电平转换. 请参考上述设备文件对照表, 查看各个485接口对应的Linux设备节点(文件).

注: 若使用官方镜像, 需要安装我们的BSP包才可以正常使用此功能, 请参考章节: "通过apt-get安装BSP包"安装BSP.

ADC

IIoT-B100上有3路ADC通道, 以下以AIN1为例, 演示如何读取:

cd /sys/bus/iio/devices
cd iio\:device0

cat in_voltage4_raw

注意

IIoT-B100不同硬件版本, ADC有所区别, 请参考上述设备文件对照表, 查看各个版本ADCIN对应的Linux设备节点(文件):

硬件V1.1使用的ADC芯片为STMPE811, 具体参考: 数据手册(opens new window) 硬件V1.2, 因为STMPE811供应链短缺, 无ADC芯片 硬件V1.3使用的ADC芯片为ADS1015, 具体参考: 数据手册(opens new window)

注意

若使用官方镜像, 需要安装我们的BSP包才可以正常使用此功能, 请参考章节: "通过apt-get安装BSP包"安装BSP.

继电器

IIoT-B100上配置了一个继电器, 由GPIO22引脚的高低电平控制该继电器的开关, 默认状态下为常闭, COM1和NC1导通, COM2和NC2导通. 当GPIO22为高电平时, 继电器打开, COM1和NO1导通, COM2和NO2导通.

打开继电器

sudo raspi-gpio set 22 op dh

闭合

sudo raspi-gpio set 22 op dl

蜂鸣器

IIoT-B100上配置了一个蜂鸣器, 可以通过GPIO控制, 对应GPIO为GPIO11.

GPIO Pin Header

IIoT-B100通过1x2 2.54mm Pin Header引出一路GPIO, 直连CPU上的GPIO27

扩展接口

Mini PCIe

IIoT-B100上有一路Mini PCIe扩展接口, 可扩展一些外设, 如4G, 5G, NPU等. 上面有1-lane PCIe Gen2, 速度高达5Gbps, 另有一路USB 2.0 Host接口.

我司支持移远的EC20 4G全网通模块, 并作为一个可选项直接安装到整机里, 请参考"订购编码"选购. 我司也正考虑5G模块的支持, 尽情期待.

5V@1A 直流电源输出

J72, 在PCBA正面, 靠近SIM卡插槽, 提供5V@1A的直流输出. 丝印上有标5V, GND. 可用于给7寸官方触摸屏供电, 也可用于其他负载.