Ethersex-Artikel
Ziel ist es einen Artikel für das Embedded Projects Journal zu schreiben. Um Mithilfe wird gebeten.
Inhaltsverzeichnis
Ethersex-Features
- Free Software (GPLv3)
- Atmel AVR basierend
- IPv4, IPv6, UDP, TCP
- RFM12 Funk
- universell konfigurierbar
- Entwicklung unter Linux
Einleitung
Das steuern diverser Aufgaben im Haus, vom Treppenlicht, über die Kaffemaschine, bis hin zur Heizung, ist eine relativ beliebte Aufgabe unter Hardwarebastlern. Jedoch wäre es oft wünschenswert, wenn man Daten über längere Zeit aufzeichnen und visualisieren will, oder von überall steuern kann. Daher bietet es sich dem Mikrocontroller ein IP Interface zu verpassen, was von vielen Projekten auch schon erfolgreich gemacht wurde. Ethersex beansprucht nun für sich eine der universellsten Softwareplattformen für diese Problemstellung und darüber hinaus zu sein, die auf manigfaltiger Hardware läuft, solange diese AVR basiert ist.
Kerntechnik - Der IP Router
Als erstes gab es die Etherrape Hardware von Alexander Neumann, was auch der Grundstein für Ethersex war. Der dort unterstützte Enc28j60 bietet ein 10 Mbit Ethernetinterface an und wird per SPI an den Mikrocontroller angeschlossen. Der Kern von Ethersex ist ein recht aufgebohrter uIP, der neben TCP, UDP und IPv4 auch die neuere Version des Internetprotokolls IPv6 unterstützt. Dies gibt uns die Möglichkeit jeden Controller mit einer weltweit eindeutigen Adresse anzusprechen. Jedoch unterstüzt Ethersex IP nicht nur über Ethernet, sondern auch über serielle Leitungen (RS485,ZBus), 433 MHz Funk (RFM12) und über USB (mit eigenem TUN Device Treiber). Um IP Packete über diese Wege zu transportieren, werden die nackten IP Packete einfach in das jeweilige Protokoll eingebettet. Es findet also kein umschreiben der IP Packete statt. Um nun eine Brücke zu schlagen zwischen dem normalen Netzwerk und RFM12 oder ZBus, besitzt Ethersex die Möglichkeit Packete zwischen solchen Interfaces hin und her zu routen. Damit und mit IPv6 kann man sogar einem ATmega8 (8k Flash, 1k Ram) eine weltweit eindeutige IP geben. Möchte man die Verbindung zum Ethersex noch absichern, so kann man OpenVPN zum Mikrocontroller hin verwenden und hat mit ipchair auch noch einen Packetfilter zur Hand.
282 - Extrem konfigurierbar
Es gibt in der Konfiguration von Ethersex 282 verschiedene Optionen die man an- und abwählen kann. Daraus und aus der Beschränktheit der Plattform folgt, das man das meiste vor dem kompilieren festlegen und konfigurieren muss, und sich immer nur die Features aktiviert, die man im aktuellen Fall braucht. Die Vielzahl an Optionen, die sich teilweise sogar ausschließen, werden über eine ncurses Oberfläche, dem sogenannten menuconfig (ja wir haben das menuconfig vom Linuxkernel geklaut) konfiguriert. Die meisten der eingebauten Features sind über das ECMD Interface erreichbar. ECMD ist ein text-basiertes Kommandointerface, dass über verschiedene Frontends angesprochen werden kann (TCP, UDP, Jabber, IRC, I2C, USART). Die Möglichkeiten in Ethersex erstrecken sich von seriellen Kommunikationsprotokollen, wie Modbus über die Ansteuerung bestimmter Webcams bis hin zu Netzwerkprotokollen wie HTTP, SNMP oder MYSQL. Eine vollständigere Liste findet sich auf der Ethersex Projektseite.
Control6 zum erweitern
Da jede Aufgabe, die es zu bewältigen gibt andere Anforderungen hat, gibt es mit Control6 eine Art Skriptingsprache, die zwar nicht dynamisch (Wird trotzem in die Firmware eincompiliert), aber mit gewissen multithreading Eigenschaften, die schnelle Entwicklung eigener Steuerungen unterstützt. Control6 ist nur ein M4 Makropacket, dass aus dem Control6 Quellcode C generiert. So hat erweitert es nur die Möglichkeiten von C ohne eine ganz neue Sprache zu erfinden.
Verschiedenste Hardware
Wie berreits erwähnt lässt sich Ethersex für verschiedene AVR Controller compilieren (vom kleinen ATmega8 bis zum ATmega128), außerdem ist es durch eine Pinning-Metaschicht leicht auf neue Ethernetboards übertragbar. So wird neben dem Etherrape Board auch verschiedene Bausätze und eigene Basteleien unterstützt. Eine Selbstbaulösung liegt bei ungefähr 20-25 Euro und ist damit eine geringe Einstiegshürde. Mit dem Firmware-Builder gibt es die Möglichkeit Ethersex ohne großen Aufwand auszuprobieren.
