ESP RainMaker® over Thread 解决方案

ESP RainMaker® 是一款基于 AWS 无服务器架构 (Serverless Architecture) 的完整且可定制的物联网云平台软件。该平台通过提供设备控制和设备管理功能，显著简化了联网设备的开发流程。此外，ESP RainMaker 支持部署到客户的 AWS 账户中，实现完全自主控制，从而加速产品开发。

Thread 是一种基于 802.15.4 的低功耗、安全、基于 IP 的网状网络协议，专为物联网设备设计。它能够为设备提供安全、可靠且可扩展的连接，使设备能够直接与其他设备及互联网通信。

简要介绍

Wi-Fi 和蜂窝物联网设备通常依赖于直接云连接来实现自主运行。通过 Thread 网络的 IP 功能以及 Thread 边界路由器 (Thread Border Router) 的互联网连接能力，基于 Thread 的设备也能够实现无缝的直接云通信。

乐鑫具备提供此类综合解决方案的最佳条件，因此我们郑重推出 ESP RainMaker over Thread 解决方案。该方案将 ESP RainMaker 与 Thread 相结合，提供以下组件：

• 适用于 RainMaker over Thread 设备和 Thread 边界路由器的设备代理 SDK；
• 公开的云应用程序；
• 适用于 iOS 和 Android 平台的手机应用程序。

ESP RainMaker 典型的网络拓扑结构如下所示：

为什么选择 ESP RainMaker over Thread

ESP RainMaker over Thread 解决方案可用于多种 AIoT 应用，包括：

• 大规模网络部署：支持单个网络中多达 300 台设备，并可在一个部署中容纳多个网络。
• 广域部署：多跳网状网络可覆盖数公里范围。
• 超低功耗设备：电池供电的传感器可运行多年。

此外，ESP RainMaker over Thread 设备还具备以下优势：

• 与云端直接点对点通信，支持远程控制和设备管理，例如基于云的设备管理和 OTA 更新。
• 便捷且安全的网络配置，支持本地和远程设备控制，用户可通过手机应用程序轻松管理。
• 强大的兼容性，支持任何支持 NAT64 的 Thread 边界路由器，例如 Apple HomePod 和乐鑫的 Thread 边界路由器解决方案。
• 支持丰富多样的多种智能家居设备类型，加速 Thread 设备的产品化进程。

ESP RainMaker 的应用程序支持 Thread 设备的配置与控制：

功能详情

基于现有的 ESP RainMaker over Wi-Fi 解决方案，ESP RainMaker over Thread 还引入了以下新功能：

网络配置

新增的网络配置组件是 Wi-Fi 配置功能的增强版，现已支持 Wi-Fi 和 Thread 网络的配置：

• 通过 SoftAP 或低功耗蓝牙进行 Wi-Fi 配网；
• 通过低功耗蓝牙进行 Thread 配网。

Thread 边界路由器管理

ESP RainMaker 生态系统新增了基于 ESP Thread Border Router 的设备类型，该设备支持最新的 Thread 1.4 版本，并提供：

• 双向 IPv6 连接
• 服务发现
• 多播转发
• NAT64
• 网络参数共享
• TREL（Thread 无线电封装链路）

ESP RainMaker over Thread 设备可以通过 Thread 边界路由器与本地网络中的其他设备及云端通信。

大规模部署

Thread 采用 802.15.4 作为底层物理层（PHY）和媒体访问控制层（MAC），但其带宽有限，在大规模部署时可能会面临挑战。例如，在同一网络内若有大量设备同时向云端发起 TLS 连接或执行 OTA 更新，可能会影响网络稳定性。

为了确保 Thread 设备的遥测报告和设备控制通信不中断，我们实施了以下优化措施：

流量控制

由中心设备（通常是 Thread 边界路由器）调控允许同时建立 TLS 会话的设备数量，以防止网络拥塞。

OTA 优化

• 限制同一环境中的并发 OTA 会话数量。
• ESP RainMaker 采用智能逻辑，确保在多个 Thread 网络环境下有序进行 OTA 传输。
• 在检测到新固件版本时，系统不会向所有设备同时推送 OTA 通知，而是采用查询机制，由云端控制单个网络中的 OTA 会话数量，从而优化更新过程。

群组控制

• ESP RainMaker over Thread 设备支持基于多播的群组控制，适用于大规模设备管理。
• 例如，在包含 50 台设备的场景中，采用多播控制可显著降低延迟，而无需发送 50 条单独的单播消息。

ESP RainMaker 应用程序

ESP RainMaker 的 Android 和 iOS 应用程序已更新，新增对网络配置功能和 Thread 边界路由器设备类型的支持。用户可通过手机应用程序轻松设置和管理 ESP RainMaker Thread 边界路由器及 ESP RainMaker over Thread 设备。

其他相关链接

• Espressif RainMaker
• Espressif Thread Border Router
• Espressif 300x Thread Nodes Demo
• Demo 视频

如果您对 ESP RainMaker over Thread 解决方案感兴趣，请联系我们的客户支持团队。