樂鑫 Thread 邊界路由器解決方案
樂鑫科技 Thread 邊界路由器 (Thread Border Router) 解決方案正式獲得了由?Thread Group?頒發(fā)的?Thread Certified Component 證書，符合最新的 Thread 1.3 標(biāo)準(zhǔn)，并支持 Matter 應(yīng)用場景。
本文將深入探討該解決方案的技術(shù)細(xì)節(jié)和優(yōu)勢，以及如何助力客戶產(chǎn)品快速上市。
什么是 Thread 邊界路由器
根據(jù)《Thread 邊界路由器白皮書》的定義：
邊界路由器是一種能夠幫助 Thread mesh 網(wǎng)絡(luò)路由數(shù)據(jù)包的設(shè)備。這種路由是在 Thread 網(wǎng)絡(luò)和其他支持 IP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)（如 Wi-Fi、以太網(wǎng)和蜂窩網(wǎng)絡(luò)）之間進(jìn)行的。
樂鑫 Thread 邊界路由器框架
該方案由樂鑫的 Wi-Fi SoC (ESP32, ESP32-C, ESP32-S) 和 IEEE 802.15.4 SoC (ESP32-H2) 組合搭建。其?SDK?基于樂鑫 ESP-IDF 物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)框架和開源的 OpenThread 協(xié)議棧。
與目前市場上通用的基于 Linux/Unix 的?ot-br-posix?解決方案不同，樂鑫 Thread 邊界路由器方案基于樂鑫自研物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)框架 ESP-IDF，集成了諸如 Wi-Fi 和 802.15.4 協(xié)議棧、LwIP、mDNS 等組件。
在該解決方案中，主 Wi-Fi SoC 負(fù)責(zé)運(yùn)行樂鑫 Thread Border Router 和 OpenThread Core 協(xié)議棧，而 802.15.4 SoC 則運(yùn)行 OpenThread RCP。兩者之間通過?Spinel?協(xié)議進(jìn)行通信。
樂鑫 Thread 邊界路由器優(yōu)勢
網(wǎng)絡(luò)協(xié)議功能
在之前的一篇博客《Matter 中的 Thread 邊界路由器》中，我們介紹了 Thread 邊界路由器在 Matter 場景中的作用。以下是 ESP Thread Border Router SDK 支持的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)功能：
雙向 IPv6 通信
實(shí)現(xiàn)了在 Thread 和非 Thread 網(wǎng)絡(luò)之間雙向 IPv6 通信的功能，目前支持 Wi-Fi 和以太網(wǎng)作為骨干鏈路。
服務(wù)發(fā)現(xiàn)
實(shí)現(xiàn)了雙向服務(wù)發(fā)現(xiàn)的功能，包括服務(wù)注冊協(xié)議 (SRP)、服務(wù)代理 (Advertising Proxy) 和發(fā)現(xiàn)代理 (Discovery Proxy)。這些功能便于無需配置即可發(fā)現(xiàn) Thread 設(shè)備提供的服務(wù)，以及非 Thread 設(shè)備提供的服務(wù)。
組播轉(zhuǎn)發(fā)
實(shí)現(xiàn)了組播監(jiān)聽器發(fā)現(xiàn) (MLDv2) 協(xié)議，并在 Thread、Wi-Fi 和以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)之間實(shí)現(xiàn)了無縫的 IPv6 組播。
NAT64
Thread 設(shè)備可以通過 ESP Thread Border Router 訪問 IPv4 互聯(lián)網(wǎng)。
注意：雖然 NAT64 對(duì)于 Matter 場景并非強(qiáng)制性功能，因?yàn)?Matter 是本地網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，但該功能可以實(shí)現(xiàn) Thread 設(shè)備和云服務(wù)之間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。
產(chǎn)品功能
除了上述網(wǎng)絡(luò)功能外，ESP Thread Border Router SDK 還支持多種用于產(chǎn)品化的有用功能。
RCP 自動(dòng)更新
由于它是一個(gè)雙 SoC 解決方案，需要將兩個(gè)匹配的固件下載到邊界路由器設(shè)備進(jìn)行 OTA。SDK 提供了一種機(jī)制，將兩個(gè)固件合并為一個(gè)二進(jìn)制文件，通過單次 OTA，主 SoC 將在首次啟動(dòng)時(shí)將 RCP 固件下載到 802.15.4 SoC 上。
RF 共存
共存設(shè)計(jì)對(duì)于具有多個(gè)無線接口的設(shè)備始終是一個(gè)痛點(diǎn)。樂鑫 Thread 邊界路由器方案利用集成的軟硬件設(shè)計(jì)，已經(jīng)在 SDK 中實(shí)現(xiàn)了基于 3 線制的 PTA 共存功能，顯著降低了客戶應(yīng)用的復(fù)雜性。
Web GUI
SDK 還提供了 Web GUI 接口用于方便的用戶配置，其 REST API 與 ot-br-posix 中的 API 兼容。
硬件參考設(shè)計(jì)和軟件使用指南
可用于開發(fā) Thread 邊界路由器和 Zigbee 網(wǎng)關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)板?ESP Thread Border Router/Zigbee Gateway?現(xiàn)已正式上架。歡迎您前往樂鑫官方淘寶店鋪購買。它集成?ESP32-S3?SoC 和?ESP32-H2?RCP，ESP32-S3-WROOM-1 提供 4 MB Flash 和 2 MB PSRAM，ESP32-H2-MINI-1 提供 2 MB Flash。該開發(fā)板還支持?jǐn)U展子板以進(jìn)一步拓展功能，如以太網(wǎng)接口、人機(jī)界面 (HMI) 和語音控制。
參考資源
Thread Group
https://www.threadgroup.org/
Thread Certified Component
https://www.espressif.com/sites/default/files/Espressif%20Thread%20Border%20Router%20Thread%20V1.3%20Interoperability%20Certification.pdf
《Thread 邊界路由器白皮書》
https://www.threadgroup.org/Portals/0/documents/support/ThreadBorderRouterWhitePaper_07192022_4001_1.pdf
ot-br-posix
https://github.com/openthread/ot-br-posix
Spinel
https://openthread.io/platforms/co-processor#spinel_protocol
ESP Thread Boarder Router SDK
https://github.com/espressif/esp-thread-br
ESP Thread Border Router/Zigbee Gateway
https://docs.espressif.com/projects/esp-thread-br/en/latest/esp32/index.html
ESP32-S3
https://www.espressif.com.cn/zh-hans/products/socs/esp32-s3
ESP32-H2
https://www.espressif.com.cn/zh-hans/products/socs/esp32-h2
