SenseCAP Gateway OS

SenseCAP Gateway OS est un système d'exploitation de passerelle IoT multi-protocole conçu pour les scénarios industriels intérieurs. Basé sur OpenWrt, il fournit une base logicielle standardisée couvrant trois capacités clés : passerelle LoRaWAN, acquisition de données de bus industriel et rapports de conformité des bâtiments.

Le système adopte une architecture légère innovante combinant un hôte Debian avec un seul conteneur LXC (OpenWrt). Toute la logique métier est encapsulée et s'exécute dans un seul conteneur OpenWrt, tandis que le système hôte est uniquement responsable de l'abstraction matérielle et de la gestion des conteneurs. Cette conception permet une utilisation optimale des ressources, une forte isolation de sécurité et une flexibilité opérationnelle.

Caractéristiques

Système hôte minimal : L'hôte Debian ne conserve que le noyau, la chaîne d'outils LXC, les pilotes matériels et la surveillance UPS, sans exécuter de services applicatifs.
Architecture à conteneur unique : Tous les services (services LoRaWAN, réseau, gestion des périphériques et services Web) s'exécutent dans un seul conteneur LXC en tant que packages OpenWrt natifs.
Opérations simplifiées : La conception à conteneur unique simplifie la gestion de la configuration, le rollback des mises à jour et le dépannage, réduisant la complexité opérationnelle.

Note : Le diagramme ci-dessus illustre uniquement les composants logiciels s'exécutant à l'intérieur du conteneur LXC (OpenWrt). La couche du système hôte (Debian) — incluant le noyau Linux, les pilotes matériels, le runtime LXC, le moniteur UPS et le stockage des données utilisateur — est affichée séparément en haut et ne fait pas partie de l'image du conteneur.

Matériel recommandé

Appareil	Lien
reComputer R1225 Passerelle LoRaWAN & Contrôleur industriel (US915-4G)	Acheter
reComputer R1225 Passerelle LoRaWAN & Contrôleur industriel (US915)	Acheter
reComputer R1225 Passerelle LoRaWAN & Contrôleur industriel (EU868-4G)	Acheter
reComputer R1225 Passerelle LoRaWAN & Contrôleur industriel (EU868)	Acheter

Wiki du reComputer R1225 : https://wiki.seeedstudio.com/r1225_introduction/

SenseCAP Gateway OS n'est pas seulement le système dédié au R1225, mais aussi une solution logicielle de passerelle portable. Il peut être adapté à différentes plateformes matérielles, permettant aux partenaires de personnaliser et d'étendre rapidement le système.

Capacités et feuille de route

🔜 Prochaines étapes :

Ajout du support de configuration Web pour le protocole BACnet
Optimisation de la logique de configuration Web pour les ports série et Modbus
Ajout d'un service de watchdog réseau 4G

Structure des répertoires

recomputer-gateway/
├── .config                    # Configuration de compilation OpenWrt
├── .github/
│   └── workflows/
│       └── build.yml          # Workflow de compilation GitHub Actions
├── feeds.conf.default         # Configuration des feeds
├── feeds/
│   ├── chirpstack/            # Packages liés à ChirpStack
│   ├── lorawan-gateway/       # Services backend de la passerelle LoRaWAN
│   └── luci-lorawan-gateway/  # Extensions de l'interface Web LuCI
│       ├── luci-app-gateway/      # Application de configuration principale
│       ├── luci-app-lora/         # Affichage du statut LoRa
│       ├── luci-app-lte/          # Configuration LTE
│       ├── luci-app-ups/          # Gestion de l'alimentation UPS
│       ├── luci-app-rs485/        # Configuration RS485
│       ├── luci-app-terminal/     # Terminal Web
│       ├── luci-app-ota/          # Mise à jour OTA
│       ├── luci-app-multiwan/     # Configuration Multi WAN
│       ├── luci-app-routing/      # Configuration du routage
│       └── luci-theme-sensecap/   # Thème SenseCap
├── openwrt/                   # Source OpenWrt (téléchargé lors de la compilation)
└── README.md                  # Ce document

Démarrage

Configuration requise

OS : Ubuntu/Debian Linux
Espace disque : > 50 Go recommandé
Mémoire : > 8 Go recommandé

Installation des dépendances

sudo apt-get update
sudo apt-get install build-essential clang flex bison g++ gawk \
  gcc-multilib g++-multilib gettext git libncurses5-dev \
  libssl-dev rsync unzip zlib1g-dev file wget

Étapes de compilation

1. Initialisation des sous-modules

git submodule update --init --recursive

2. Cloner le source OpenWrt

git clone https://github.com/openwrt/openwrt.git -b openwrt-24.10
cd openwrt
rm -r feeds.conf.default
cp ../feeds.conf.default feeds.conf.default

3. Mise à jour et installation des feeds

./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a

4. Appliquer la configuration

cp ../.config .config
make defconfig

5. (Optionnel) Désactiver le téléchargement CI LLVM de Rust pour accélérer la compilation

sed -i 's/--set=llvm.download-ci-llvm=true/--set=llvm.download-ci-llvm=false/' \
  feeds/packages/lang/rust/Makefile

6. Compiler

unset CI GITHUB_ACTIONS CONTINUOUS_INTEGRATION
make -j$(nproc)

7. Récupérer le résultat de compilation

Après la compilation, le firmware se trouve à :

openwrt/bin/targets/armsr/armv8/openwrt-armsr-armv8-generic-rootfs.tar.gz

Personnalisation

Pour personnaliser le firmware (ajouter des packages, modifier les paramètres du noyau), exécutez menuconfig dans le répertoire openwrt :

cd openwrt
make menuconfig

Déploiement

Le firmware est déployé sur l'appareil via un conteneur LXC :

1. Arrêter le conteneur existant

sudo lxc-stop -n SenseCAP

2. Nettoyer et créer un nouveau rootfs

sudo rm -rf /var/lib/lxc/SenseCAP/rootfs
sudo mkdir -p /var/lib/lxc/SenseCAP/rootfs

3. Extraire le nouveau firmware

sudo tar -xzf /path/to/openwrt-armsr-armv8-generic-rootfs.tar.gz \
  -C /var/lib/lxc/SenseCAP/rootfs

4. Démarrer le conteneur

sudo lxc-start -n SenseCAP

5. SSH vers le conteneur LXC

sudo lxc-attach -n SenseCAP

6. Afficher les logs

# Logs du packet forwarder LoRa
logread | grep lora

# Logs système
logread

7. Interface Web

Accédez à http://[IP_ADDRESS]/cgi-bin/luci pour :

Vue d'ensemble : Statut LoRa, connexions réseau, statistiques de paquets
Services : Configuration LoRa, réseau et autres

Modules fonctionnels

Passerelle LoRaWAN

Fichier de configuration : /etc/config/lora_pkt_fwd
Service : lorawan_gateway
UI : Application LuCI Gateway

Concentrateur ChirpStack

Cible : seeed-gateway
Service : chirpstack-concentratord

Support LTE/WWAN

Configuration : /etc/config/network
Pare-feu : Règles de pare-feu ajoutées pour les réseaux LTE et WWAN

Support Multi-WAN

Supporte plusieurs configurations WAN incluant LTE et Ethernet, avec équilibrage de charge et capacités de basculement.

Architecture des interfaces réseau

Le reComputer R1225 est équipé de deux ports Ethernet physiques (ETH0 et ETH1). Ces ports remplissent des rôles différents selon l'architecture hôte-conteneur :

Port	Rôle	Description
ETH0	Interface conteneur (LXC)	Cette interface est directement mappée (passthrough) du matériel vers le conteneur LXC via la configuration réseau LXC de l'hôte. Le conteneur OpenWrt a un contrôle total sur cette interface, la gérant comme un port WAN ou LAN standard. Tout le trafic applicatif (uplink LoRaWAN, MQTT, accès Web UI, etc.) passe par ce port.
ETH1	Interface hôte (Debian)	Cette interface est gérée par le système hôte Debian. Elle est utilisée pour les tâches d'administration au niveau de l'hôte telles que l'accès SSH, les opérations de gestion des conteneurs, les mises à jour du firmware et la communication de surveillance UPS. Elle reste isolée de la pile réseau du conteneur.

Cette séparation garantit que même si le réseau du conteneur est mal configuré ou inaccessible, l'interface de gestion de l'hôte reste accessible pour la récupération et la maintenance.

RS485 / Modbus

Fichiers de configuration : /etc/config/rs485-module (série, MQTT, protocole)
Services : rs485-module, rs485-modbus
UI : Application LuCI RS485 (Paramètres série, Paramètres de protocole, Paramètres MQTT, Journal MQTT)

Le module RS485 supporte les protocoles industriels incluant Modbus RTU et BACnet MS/TP :

Modbus RTU : Interrogation et analyse des registres Modbus via l'interface série RS485, avec transfert de données via uplink/downlink MQTT.
BACnet MS/TP : Support du protocole BACnet sur RS485 pour l'intégration de l'automatisation des bâtiments (configuration Web en cours).

Description des feeds

Ce projet utilise trois feeds OpenWrt personnalisés. Ils sont définis dans feeds.conf.default et installés dans le système de compilation OpenWrt via ./scripts/feeds update && ./scripts/feeds install.

chirpstack

Intégration de l'écosystème ChirpStack LoRaWAN, incluant le serveur réseau, le démon concentrateur, les packet forwarders et leurs frontends LuCI.

Package	Description
`chirpstack`	Serveur réseau ChirpStack LoRaWAN
`chirpstack-concentratord`	Démon packet forwarder du concentrateur (avec builds ciblés par matériel)
`chirpstack-mqtt-forwarder`	Packet forwarder basé sur MQTT (variantes single / slot1 / slot2 / mesh)
`chirpstack-udp-forwarder`	Packet forwarder basé sur UDP (variantes single / slot1 / slot2)
`chirpstack-gateway-mesh`	Extension de réseau mesh LoRaWAN
`chirpstack-rest-api`	Service API REST pour ChirpStack
`lorawan-devices`	Profils de dispositifs LoRaWAN et définitions de codecs
`node-red`	Plateforme d'automatisation visuelle Node-RED
`libloragw-sx1301 / sx1302 / 2g4`	Bibliothèques HAL LoRa Semtech
`luci-app-chirpstack-*`	Interfaces Web LuCI pour tous les composants ChirpStack
`luci-theme-argon`	Thème Argon pour LuCI

lorawan-gateway

Intégration matérielle de la passerelle et services système backend.

Package	Description
`lora`	Service de pile radio LoRa (Rust)
`packetforwarder`	Packet forwarder LoRa
`chirpstack-concentratord-target-seeed-gateway`	Build concentrateur spécifique Seeed gateway
`chirpstack-gateway-bridge`	Bridge passerelle ChirpStack (backend MQTT/UDP)
`basicstation_ubus`	Protocole Basic Station avec service RPC ubus
`lte-serve`	Service de gestion du module cellulaire LTE
`rs485-module`	Service de communication série RS485 (Rust)
`rs485-modbus`	Implémentation du protocole Modbus RS485 (Rust)
`bacnet-stack`	Pile protocole BACnet pour l'automatisation des bâtiments
`ups-module`	Service de gestion de l'alimentation UPS (Rust)
`hardware-info`	Lecteur EEPROM pour SN, EUI et infos matérielles de la passerelle
`ubus-serve`	Service RPC ubus pour la gestion système
`wifi-module`	Configuration WiFi automatique via détection de clé USB

luci-lorawan-gateway

Applications d'interface Web LuCI et thème pour la gestion de la passerelle.

Package	Description
`luci-app-gateway`	Configuration principale du système de passerelle
`luci-app-lora`	Statut et configuration radio LoRa
`luci-app-chirpstack-concentratord-target-seeed-gateway`	Configuration du concentrateur Seeed gateway
`luci-app-lte`	Configuration cellulaire LTE/4G
`luci-app-multiwan`	Basculement Multi-WAN et équilibrage de charge
`luci-app-routing`	Configuration du routage réseau
`luci-app-rs485`	Configuration de l'interface RS485/Modbus
`luci-app-bacnet`	Configuration du protocole BACnet
`luci-app-ups`	Gestion de l'alimentation UPS
`luci-app-ota`	Mise à jour OTA du firmware
`luci-app-terminal`	Console terminal basée sur le Web
`luci-theme-sensecap`	Thème personnalisé SenseCAP

FAQ

Échec de la compilation

Problème : Erreurs pendant la compilation

Solution :

Vérifier l'espace disque (> 50 Go recommandé)
S'assurer que les sous-modules sont à jour : git submodule update --init --recursive
La compilation Rust est lente, désactiver le téléchargement CI LLVM pour accélérer

Impossible d'accéder après le déploiement

Problème : Impossible d'accéder à l'interface Web après le démarrage du conteneur

Solution :

Vérifier le statut du conteneur LXC : sudo lxc-ls -f
Afficher les logs du conteneur : sudo lxc-info -n SenseCAP
Vérifier que la configuration réseau est correcte

Données LoRa non affichées

Problème : Pas de données sur la page de statut LoRa

Solution :

Vérifier le statut du service concentrateur
Afficher les logs : logread | grep -i lora
Vérifier que la configuration de la passerelle est correcte

Liens associés

Licence

Ce projet suit les exigences de licence du projet OpenWrt.

Contribution

Les Issues et Pull Requests sont les bienvenus !

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SenseCAP Gateway OS

Table des matières

Caractéristiques

Matériel recommandé

Capacités et feuille de route

Structure des répertoires

Démarrage

Configuration requise

Installation des dépendances

Étapes de compilation

1. Initialisation des sous-modules

2. Cloner le source OpenWrt

3. Mise à jour et installation des feeds

4. Appliquer la configuration

5. (Optionnel) Désactiver le téléchargement CI LLVM de Rust pour accélérer la compilation

6. Compiler

7. Récupérer le résultat de compilation

Personnalisation

Déploiement

1. Arrêter le conteneur existant

2. Nettoyer et créer un nouveau rootfs

3. Extraire le nouveau firmware

4. Démarrer le conteneur

5. SSH vers le conteneur LXC

6. Afficher les logs

7. Interface Web

Modules fonctionnels

Passerelle LoRaWAN

Concentrateur ChirpStack

Support LTE/WWAN

Support Multi-WAN

Architecture des interfaces réseau

RS485 / Modbus

Description des feeds

chirpstack

lorawan-gateway

luci-lorawan-gateway

FAQ

Échec de la compilation

Impossible d'accéder après le déploiement

Données LoRa non affichées

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