• Часть 1 (Аппаратная)
• Часть 2 (Серверная)
  
  • Драйвер
  • Демон
  • Утилита управления

Для устранения некоторых недостатков сервера, собранного из бытовых комплектующих, недавно разработал устройство, которым хочу поделиться. Его подробное описание, со схемой и исходными кодами, находится в первой части.

В этой части статьи будет рассмотрено как взаимодействовать с последовательным портом из пространства ядра (kernel space) и как организовать работу с несколькими подсистемами устройства через RS232 в Linux.

Устройство включает в себя следующие подсистемы:

• Аппаратный сторожевой таймер, работающий с watchdog демоном;
• Генератор истинно случайных чисел;
• Радиомодуль nRF24L01+ для сбора данных с автономных датчиков.

• Часть 1 (Аппаратная)
  
  • Принципиальная схема
  • Печатная плата
  • Программное обеспечение
• Часть 2 (Серверная)

Серверы, собранные из специально не предназначенных для этого комплектующих, обычно имеют два недостатка. У них отсутствует аппаратный сторожевой таймер и часто не хватает энтропии для ряда сервисов. Нехватка энтропии особенно актуальна для не сильно нагруженных серверов. Это связанно с тем, что ядро Linux в качестве источника энтропии использует активность системы, а именно: сетевого оборудования, дисковой подсистемы и аппаратных прерываний.

Также в домашнем сервере часто возникает необходимость иметь более экономный, по сравнению с Wi-Fi, радиомодуль для связи с автономными датчиками.

Существует большой выбор устройств, с помощью которых можно решить любую из этих проблем, но подключение каждого из них требует отдельный порт. Оценив ситуацию, в итоге решил разработать устройство 3-в-1 подключаемое в RS232 (COM) порт. Остальные требования получились следующими:

• Аппаратный сторожевой таймер, пригодный для работы со стандартным демоном watchdog;
• Генератор истинно случайных чисел на базе эффекта обратного лавинного пробоя p-n перехода;
• Радиомодуль nRF24L01+ для сбора данных с автономных датчиков.

Таким образом устройство получило наименование WRN от названий составляющих его подсистем: WDT (WatchDog Timer), RNG (Random Number Generator), nRF24L01+.

Данная статья появилась с целью обобщить довольно длительные попытки собрать удобное окружение для работы над проектами. Несомненно, существует множество сервисов готовых предоставить схожую функциональность, но их использование не всегда удобно и по различным причинам, может быть неприемлемо. Если возникла такая ситуация, надеюсь, представленная в статье конфигурация окажется полезной.



Сценарий использования данной связки, можно кратко описать следующим образом:

• Файлы проекта хранятся в Git репозитории;
• Репозиторий содержит настройки, исходники и другие файлы проекта, наличие которых удобно и допустимо в коллективном репозитории;
• В корне расположена директория cloud, исключенная в .gitignore, в которую через WebDAV монтируется ownCloud папка, для остальных файлов;
• Содержимое Git репозитория отслеживается в системе управления проектами Redmine.

План развертывания системы включает настройку следующих сервисов:

1. OpenLDAP — единая учётная запись для всех сервисов;
2. Redmine — запуск в Docker контейнере, создание и привязка Git репозитория, LDAP аутентификация;
3. NGINX — доступ к Git репозиторию через HTTPS и LDAP аутентификация;
4. ownCloud — LDAP аутентификация и монтирование папки через davfs2.

Обычно, для перехода от идеи к реализации, необходим прототип устройства, удобный для проверки и отладки на месте, что особенно важно для мобильного устройства. Далее постараюсь максимально подробно разобрать процесс создания прототипа беспроводного сенсора на базе ATtiny85.

Цель — создать сенсор работающий, условно говоря, в коробке с искусственным освещением и передающий температуру и статус освещения с немедленной реакцией на изменение освещения: включилось, отключилось, мигнуло. Сенсор решено было сделать мобильным и питать от элемента CR2032, иначе говоря, при разряде до 2.7V (предел для датчика TMP36), можно рассчитывать на 200mAh.

Микроконтроллер ATtiny85 имеет всего 5 портов ввода/вывода и возможность отключить RESET в пользу дополнительного порта. Данный бюджет был распределён следующим образом:

• 3 порта — радиомодуль NRF24L01+, спецификация требует пять портов, но в данном случае это не приемлемо и будет использована 3-х пиновая конфигурация;
• 1 порт — датчик освещения на базе фототранзистора BPW17N;
• 2 порта — температурный датчик на базе TMP36, второй порт нужен для подачи питания, чтобы иметь возможность отключать датчик при необходимости.

Элементная база определена, можно приступать к проектированию.

Watchdog — это устройство, предназначенное для обнаружения и устранения проблем оборудования. Обычно для этого используется таймер, периодический перезапуск которого предотвращает отправку сигнала на перезагрузку.



Целевой сервер на Gentoo используется мной в основном для экспериментов, однако на нём работает ряд сервисов, которые, по возможности, должны быть доступны без перебоев. К сожалению, последствия некоторых экспериментов приводят к kernel panic, 100% загрузке CPU и другим неприятностям в самый не подходящий момент. Так что идея добавить watchdog давно требовала внимания и наконец материализовалась в данное устройство.