Проблема​

U-Boot хранит переменные окружения (env) в энергонезависимой памяти. Это удобно: можно сохранить нужные настройки через saveenv и они переживут перезагрузку. Проблема в том, что bootcmd - переменная, которая определяет, как именно загружается система, - тоже хранится в этом env.

Если в процессе отладки или обновления env был сохранён с одним bootcmd, а в новой версии прошивки нужна другая последовательность загрузки, то сохранённый env будет молча перебивать то, что прописано в исходниках. Система загрузится по-старому, и понять почему - непросто: U-Boot не предупреждает, что использует значение из сохранённого env вместо скомпилированного.

Классическое решение - CONFIG_BOOTCOMMAND - задаёт значение bootcmd по умолчанию, но только если переменная не определена в env. Стоит один раз выполнить saveenv с любым bootcmd - и CONFIG_BOOTCOMMAND перестаёт действовать навсегда на этом устройстве.

Нужно было жёстко задать bootcmd при каждом старте, не отказываясь от saveenv для остальных переменных.

Пошаговая инструкция по сборке кастомной прошивки OpenWrt для плат NapiLab Napi-C/P/Slot на базе Rockchip RK3308 и компьютеров на основе Napi-C (FCC3308, FCM3308). Включает все необходимые патчи, DTS, uci-defaults скрипты и конфигурацию. Особенно интересно для устройств с двумя Ethernet (FCM3308).

1. Подготовка хост-машины (Ubuntu/Debian)​

sudo apt install build-essential clang flex bison g++ gawk gcc-multilib \
  gettext git libncurses-dev libssl-dev python3-distutils python3-setuptools \
  python3-pyelftools swig rsync unzip zlib1g-dev help2man

2. Клонирование OpenWrt​

git clone https://github.com/openwrt/openwrt.git ~/openwrt
cd ~/openwrt
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a

3. Кастомизации​

Все изменения вносятся в чистое дерево OpenWrt. Ниже - полный список файлов и модификаций.

3.1. Патч U-Boot defconfig​

Файл: package/boot/uboot-rockchip/patches/108-board-rockchip-add-napilab-napic.patch

Этот патч добавляет defconfig для NapiLab Napi-C в систему сборки U-Boot. Копируется из репозитория napi-openwrt-build.

3.2. Блок U-Boot в Makefile​

В файле package/boot/uboot-rockchip/Makefile нужно добавить определение устройства napic и включить его в список целей сборки.

Добавить блок определения после U-Boot/rock-pi-s-rk3308 (перед строкой # RK3328 boards):

define U-Boot/napic-rk3308
  $(U-Boot/rk3308/Default)
  DEPENDS+=+PACKAGE_u-boot-$(1):trusted-firmware-a-rk3308-tpl-rock-pi-s
  TPL:=rk3308_ddr_589MHz_uart0_m0_v2.10.bin
  NAME:=NapiLab Napi-C
  BUILD_DEVICES:= \
    napilab_napic
endef

Команда для вставки:

sed -i '/^# RK3328 boards/i\
define U-Boot/napic-rk3308\
  $(U-Boot/rk3308/Default)\
  DEPENDS+=+PACKAGE_u-boot-$(1):trusted-firmware-a-rk3308-tpl-rock-pi-s\
  TPL:=rk3308_ddr_589MHz_uart0_m0_v2.10.bin\
  NAME:=NapiLab Napi-C\
  BUILD_DEVICES:= \\\
    napilab_napic\
endef' package/boot/uboot-rockchip/Makefile

Ограничить UBOOT_TARGETS только платами RK3308 (иначе сборка падает на отсутствующих ATF для rk3399 и др.):

Найти блок UBOOT_TARGETS := \ и заменить весь список на:

UBOOT_TARGETS := \
  rock-pi-s-rk3308 \
  napic-rk3308

3.3. Профиль устройства в armv8.mk​

В файл target/linux/rockchip/image/armv8.mk добавить в конец:

define Device/napilab_napic
  $(Device/rk3308)
  DEVICE_VENDOR := NapiLab
  DEVICE_MODEL := Napi-C
  DEVICE_DTS := rk3308-napi-c
  SUPPORTED_DEVICES := napilab,napic radxa,rockpis
  BOOT_SCRIPT := rock-pi-s
  UBOOT_DEVICE_NAME := napic-rk3308
  DEVICE_PACKAGES := \
  kmod-rtw88-8723ds \
  kmod-usb-net-cdc-ncm \
  kmod-usb-net-rndis \
  wpad-basic-mbedtls \
  kmod-fs-ext4 \
  kmod-fs-msdos \
  kmod-fs-vfat \
  kmod-fs-exfat \
  kmod-fs-ntfs3 \
  kmod-usb-storage \
  kmod-usb-serial-option \
  kmod-usb-net-qmi-wwan \
  uqmi \
  minicom \
  htop \
  nano \
  lsblk \
  usbutils \
  tcpdump \
  ethtool \
  mosquitto \
  mosquitto-client \
  screen \
  xz-utils \
  mbpoll \
  openssh-sftp-server \
  bash \
  luci-ssl \
  luci-theme-openwrt-2020 \
  luci-proto-qmi \
  luci-app-mbusd
endef
TARGET_DEVICES += napilab_napic

3.4. Device Tree (DTS)​

Файл: target/linux/rockchip/files/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3308-napi-c.dts

Основан на Rock Pi S, ключевые отличия:

• uart1, uart2, uart4 включены (RS-485, дополнительные последовательные порты)
• Bluetooth не используется (занимает UART)
• USB OTG контроллер (usb20_otg) переключён в режим host - без этого USB-устройства на OTG-порте не видны:

&usb20_otg {
    dr_mode = "host";
    status = "okay";
};

Важно: без dr_mode = "host" модуль dwc2 инициализируется в режиме gadget и USB-устройства (например, USB-Ethernet адаптеры) не определяются.

3.5. Пакеты​

Скопировать в package/:

• package/luci-app-mbusd/ - LuCI веб-интерфейс для Modbus-шлюза mbusd
• package/luci-app-mbpoll/ - LuCI веб-интерфейс для Modbus-поллера
• package/mbscan/ - утилита сканирования Modbus RTU шины (содержит Makefile + src/mbscan.c)

3.6. Файлы прошивки (files/)​

Все файлы в директории files/ копируются в корневую ФС образа при сборке.

files/etc/shadow​

Пароль root по умолчанию (хеш генерируется через openssl passwd -6):

HASH=$(openssl passwd -6)
echo "root:${HASH}:19000:0:99999:7:::" > files/etc/shadow
chmod 640 files/etc/shadow

files/etc/banner​

Кастомный баннер при логине.

files/etc/profile.d/10-sysinfo.sh​

Скрипт вывода информации об интерфейсах при логине:

#!/bin/sh

echo ""
for iface in /sys/class/net/eth*; do
    name=$(basename "$iface")
    ip=$(ip -4 addr show "$name" 2>/dev/null | awk '/inet /{print $2}')
    state=$(cat "$iface/operstate" 2>/dev/null)
    [ -z "$ip" ] && ip="no address"
    echo " $name: $ip ($state)"
done
echo ""

files/etc/uci-defaults/​

Скрипты первого старта (выполняются один раз и удаляются):

70-rootpt-resize​

if [ ! -e /etc/rootpt-resize ] \
&& type parted > /dev/null \
&& lock -n /var/lock/root-resize
then
ROOT_BLK="$(readlink -f /sys/dev/block/"$(awk -e \
'$9=="/dev/root"{print $3}' /proc/self/mountinfo)")"
ROOT_DISK="/dev/$(basename "${ROOT_BLK%/*}")"
ROOT_PART="${ROOT_BLK##*[^0-9]}"
parted -f -s "${ROOT_DISK}" resizepart "${ROOT_PART}" 100%
mount_root done
touch /etc/rootpt-resize
reboot
fi
exit 1

80-rootfs-resize​

if [ ! -e /etc/rootfs-resize ] \
&& [ -e /etc/rootpt-resize ] \
&& type losetup > /dev/null \
&& type resize2fs > /dev/null \
&& lock -n /var/lock/root-resize
then
ROOT_BLK="$(readlink -f /sys/dev/block/"$(awk -e \
'$9=="/dev/root"{print $3}' /proc/self/mountinfo)")"
ROOT_DEV="/dev/${ROOT_BLK##*/}"
LOOP_DEV="$(losetup -f)"
losetup "${LOOP_DEV}" "${ROOT_DEV}"
resize2fs -f "${LOOP_DEV}"
losetup -d "${LOOP_DEV}"
mount_root done
touch /etc/rootfs-resize
reboot
fi
exit 1

91-bash​

#!/bin/sh
sed -i 's|/bin/ash|/bin/bash|' /etc/passwd

92-timezone​

#!/bin/sh
uci set system.@system[0].timezone='MSK-3'
uci set system.@system[0].zonename='Europe/Moscow'
uci commit system

93-console-password​

#!/bin/sh
uci set system.@system[0].ttylogin='1'
uci commit system

94-macaddr​

#!/bin/sh
MAC=$(cat /sys/bus/nvmem/devices/rockchip-otp0/nvmem | md5sum | \
  sed 's/\(..\)\(..\)\(..\)\(..\)\(..\)\(..\).*/02:\1:\2:\3:\4:\5/')
uci set network.lan.macaddr="$MAC"
uci commit network

95-network​

#!/bin/sh

# Убираем дефолтный бридж
uci -q delete network.@device[0]

if [ -e /sys/class/net/eth1 ]; then
    # Две+ сетевухи: eth0=lan, eth1=wan

    # Собираем дополнительные интерфейсы (eth2, eth3...) в бридж
    EXTRA=""
    for iface in /sys/class/net/eth*; do
        name=$(basename "$iface")
        [ "$name" = "eth0" ] && continue
        [ "$name" = "eth1" ] && continue
        EXTRA="$EXTRA $name"
    done

    if [ -n "$EXTRA" ]; then
        # Есть eth2+ : бридж из eth0 + extras
        uci set network.br_lan=device
        uci set network.br_lan.type='bridge'
        uci set network.br_lan.name='br-lan'
        uci add_list network.br_lan.ports='eth0'
        for iface in $EXTRA; do
            uci add_list network.br_lan.ports="$iface"
        done
        uci set network.lan.device='br-lan'
    else
        # Только eth0 + eth1
        uci set network.lan.device='eth0'
    fi

    uci set network.lan.proto='static'
    uci set network.lan.ipaddr='192.168.1.1/24'

    # wan = eth1 (USB сетевушка)
    uci -q delete network.wan
    uci set network.wan=interface
    uci set network.wan.device='eth1'
    uci set network.wan.proto='dhcp'
else
    # Одна сетевуха: lan=dhcp
    uci set network.lan.device='eth0'
    uci set network.lan.proto='dhcp'
    uci -q delete network.lan.ipaddr
fi

uci commit network

96-hostname​

#!/bin/sh
uci set system.@system[0].hostname='napiwrt'
uci commit system

97-luci-theme​

#!/bin/sh
uci set luci.main.mediaurlbase='/luci-static/openwrt-2020'
uci commit luci

98-firewall-wan​

#!/bin/sh
[ -e /sys/class/net/eth1 ] || exit 0

# Включаем masq на дефолтной зоне wan (если ещё не включён)
uci set firewall.@zone[1].masq='1'
uci set firewall.@zone[1].mtu_fix='1'
uci commit firewall

# SSH на wan
uci add firewall rule
uci set firewall.@rule[-1].name='Allow-SSH-WAN'
uci set firewall.@rule[-1].src='wan'
uci set firewall.@rule[-1].dest_port='22'
uci set firewall.@rule[-1].proto='tcp'
uci set firewall.@rule[-1].target='ACCEPT'

# HTTP на wan
uci add firewall rule
uci set firewall.@rule[-1].name='Allow-HTTP-WAN'
uci set firewall.@rule[-1].src='wan'
uci set firewall.@rule[-1].dest_port='80'
uci set firewall.@rule[-1].proto='tcp'
uci set firewall.@rule[-1].target='ACCEPT'

# HTTPS на wan
uci add firewall rule
uci set firewall.@rule[-1].name='Allow-HTTPS-WAN'
uci set firewall.@rule[-1].src='wan'
uci set firewall.@rule[-1].dest_port='443'
uci set firewall.@rule[-1].proto='tcp'
uci set firewall.@rule[-1].target='ACCEPT'

uci commit firewall

99-dhcp​

#!/bin/sh
if [ ! -e /sys/class/net/eth1 ]; then
    # Одна сетевуха - не раздаём DHCP
    uci set dhcp.lan.ignore='1'
fi
uci commit dhcp

4. Конфигурация (.config)​

Скопировать .config из репозитория napi-openwrt-build. Обязательные пакеты, которые должны быть включены:

CONFIG_PACKAGE_kmod-usb-dwc2=y
CONFIG_PACKAGE_kmod-usb-net-smsc95xx=y
CONFIG_PACKAGE_kmod-usb-gadget=y
CONFIG_PACKAGE_kmod-lib-crc16=y
CONFIG_PACKAGE_kmod-net-selftests=y
CONFIG_PACKAGE_kmod-phy-smsc=y
CONFIG_PACKAGE_parted=y
CONFIG_PACKAGE_losetup=y
CONFIG_PACKAGE_resize2fs=y
CONFIG_PACKAGE_luci-app-mbusd=y
CONFIG_PACKAGE_luci-app-mbpoll=y
CONFIG_PACKAGE_mbscan=y
CONFIG_PACKAGE_mbusd=y
CONFIG_PACKAGE_mbpoll=y

Добавление пакетов в .config (никогда не запускать make menuconfig или make defconfig после!):

for pkg in kmod-usb-dwc2 kmod-usb-net-smsc95xx kmod-usb-gadget kmod-lib-crc16 \
  kmod-net-selftests kmod-phy-smsc parted losetup resize2fs; do
  sed -i "/$pkg/d" .config
  echo "CONFIG_PACKAGE_$pkg=y" >> .config
done

5. Сборка​

Первая сборка​

cd ~/openwrt
make package/boot/arm-trusted-firmware-rockchip/compile -j$(nproc)
make package/boot/uboot-rockchip/compile -j$(nproc)
make -j$(nproc) EXTRA_IMAGE_NAME=$(date +%d%b_%H%M)

Пересборка после изменений​

make -j$(nproc) EXTRA_IMAGE_NAME=$(date +%d%b_%H%M)

Результат​

bin/targets/rockchip/armv8/openwrt-ДАТА-rockchip-armv8-napilab_napic-ext4-sysupgrade.img.gz

6. Прошивка​

gunzip openwrt-*-napilab_napic-ext4-sysupgrade.img.gz
dd if=openwrt-*-napilab_napic-ext4-sysupgrade.img of=/dev/sdX bs=4M status=progress
sync

Внимательно проверьте /dev/sdX командой lsblk перед записью!

7. Первый запуск​

При первом старте на новом носителе происходит:

1. Скрипт 70-rootpt-resize расширяет раздел - перезагрузка
2. Скрипт 80-rootfs-resize расширяет ФС - перезагрузка
3. Остальные uci-defaults применяются - система готова

Итого: две автоматических перезагрузки, после чего устройство полностью настроено.

Доступ​

8. Перенос сборки на другую машину​

Переносить нужно только кастомизации, не build_dir/staging_dir. Список файлов для переноса:

tar czf napi-custom.tar.gz \
  .config \
  files/ \
  target/linux/rockchip/files/ \
  target/linux/rockchip/image/armv8.mk \
  package/boot/uboot-rockchip/patches/108-board-rockchip-add-napilab-napic.patch \
  package/boot/uboot-rockchip/Makefile \
  package/luci-app-mbusd/ \
  package/luci-app-mbpoll/ \
  package/mbscan/

На новой машине:

git clone https://github.com/openwrt/openwrt.git ~/openwrt
cd ~/openwrt
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a
tar xzf napi-custom.tar.gz
make -j$(nproc) EXTRA_IMAGE_NAME=$(date +%d%b_%H%M)

Важно: armv8.mk и package/boot/uboot-rockchip/Makefile из архива перезапишут оригинальные файлы OpenWrt. Если версия OpenWrt сильно отличается, эти файлы нужно мержить вручную - добавлять блоки napic в актуальные файлы новой версии.

9. Известные грабли​

• Никогда не запускать make menuconfig или make defconfig после ручной правки .config - они перезапишут кастомные записи
• Добавление пакетов: только через sed -i '/<pkg>/d' .config && echo 'CONFIG_PACKAGE_<pkg>=y' >> .config
• build_dir/staging_dir содержат абсолютные пути - при переносе между машинами всегда make distclean (сохранив .config)
• UBOOT_TARGETS нужно ограничивать - без ATF для rk3399/rk3588 сборка U-Boot падает
• dr_mode = "host" обязателен для USB OTG - без него dwc2 уходит в gadget-режим
• files/etc/shadow не должен содержать пароль в открытом виде - только хеш через openssl passwd -6
• USB-Ethernet (SMSC LAN9500) требует пакеты: kmod-usb-dwc2, kmod-usb-net-smsc95xx, kmod-usb-gadget, kmod-lib-crc16, kmod-net-selftests, kmod-phy-smsc

Лицензия​

GPL-2.0 - следуем лицензии OpenWrt. Все кастомизации открыты.

Сборочная система для создания готового образа Debian (trixie) под одноплатный компьютер Napi-C на базе Rockchip RK3308.

Готовые образы для прошивки и исходный код​

Готовые образы: https://download.napilinux.ru/linuximg/napic/debian/

Наисвежайшая информация м сборочная система на GitHub: https://github.com/lab240/napi-debian-build

Подключённые репозитории​

• http://deb.debian.org/debian - основной Debian
• https://deb.napilab.net - пакеты NapiLab (ядра, утилиты)
• https://repo.napilab.ru - дополнительные пакеты (mbusd и др.)

Что в образе​

• Debian trixie (arm64)
• Ядро 6.6.x (vendor Rockchip, собирается из исходников или устанавливается из deb)
• U-Boot 2023.10
• Поддержка Device Tree Overlays (UART, I2C, USB host, SPI и др.)
• Автоматическое расширение раздела при первом запуске

Предустановленные пакеты​

Базовые: ssh, NetworkManager, sudo, nano, curl, ntpsec, initramfs-tools, locales

Из packages.list: vim, net-tools, can-utils, mbpoll, minicom, tcpdump, screen, memtester, xxd, tree, util-linux-extra, mosquitto, mosquitto-clients, i2c-tools, python3-pymodbus, python3-pip, python3-smbus2, git, tmux, make, cmake, gcc, build-essential, flex, bison, libssl-dev, pkg-config, mbusd

Overlays по умолчанию​

rk3308-uart0 rk3308-uart1 rk3308-uart2-m0 rk3308-uart3-m0
rk3308-i2c1-ds1338 rk3308-i2c3-m0 rk3308-usb20-host

Настраиваются в /boot/uEnv.txt.

Учётные данные​

• root / napilinux
• napi / napilinux (sudo)

Быстрый старт​

Сборка образа из готовых deb​

Положить deb-пакеты ядра в kernel-rk-6.6/ и запустить:

sudo ./mkimg.sh

Готовый образ появится в artifacts-trixie/.

Сборка с компиляцией ядра из исходников​

sudo ./mkimg.sh --build-kernel

Исходники клонируются из https://gitlab.nnz-ipc.net/pub/napilinux/kernel.git (ветка rk-6.6), собранные deb сохраняются в kernel-rk-6.6/.

Только сборка ядра (без образа)​

sudo bash -c '
source config.sh
BUILD_KERNEL=1
source scripts/00-build-kernel.sh
'

Прошивка на SD-карту​

xzcat artifacts-trixie/Debian-napilab_*.img.xz | sudo dd of=/dev/sdX bs=4M status=progress
sync

Параметры сборки​

Аргументы командной строки​

Переменные окружения​

Примеры:

# Другая ветка ядра
sudo ./mkimg.sh --branch=rk-6.1

# Увеличенный образ с доп. пакетами
sudo IMAGE_SIZE=4096 EXTRA_PKGS=docker.io ./mkimg.sh

Структура проекта​

make-napi-debian/
├── config.sh                     # конфигурация сборки
├── mkimg.sh                      # главный скрипт
├── packages.list                 # дополнительные пакеты
├── napi-archive-keyring.asc      # ключ репозитория deb.napilab.net
├── u-boot-latest_*.deb           # U-Boot
├── kernel-rk-6.6/               # deb-пакеты ядра
│   ├── linux-image-*.deb
│   └── linux-headers-*.deb
├── scripts/
│   ├── 00-build-kernel.sh        # [опц.] сборка ядра из исходников
│   ├── 01-create-image.sh        # создание образа и разметка
│   ├── 02-debootstrap.sh         # установка базовой системы
│   ├── 03-install-kernel.sh      # установка ядра и DTB
│   ├── 04-boot-config.sh         # boot.cmd, uEnv.txt, boot.scr
│   ├── 05-configure.sh           # пользователи, locale, репы, пакеты
│   ├── 06-cleanup.sh             # размонтирование
│   └── 07-install-uboot.sh       # прошивка U-Boot, упаковка xz
├── cache/apt/                    # кеш скачанных пакетов
└── artifacts-trixie/             # готовые образы

Настройка на плате​

Overlays​

Редактировать /boot/uEnv.txt, строка overlays=. Доступные overlays:

ls /boot/dtbs/overlay/rk3308/

После изменения перезагрузить плату.

Обновление ядра​

При установке нового ядра через dpkg -i linux-image-*.deb автоматически обновляются DTB, симлинки и boot.scr (через postinst hook /etc/kernel/postinst.d/zz-napi-update-boot)

Контакты​

Вопросы, заказ плат и интеграция: dj.novikov@gmail.com

Адаптер: Realtek RTL8188FTV (ID 0bda:f179)
Драйвер: rtl8xxxu (mainline)
Прошивка: rtlwifi/rtl8188fufw.bin

1. Установить необходимые пакеты​

apt update
apt install linux-firmware
apt install zstd

2. Распаковать прошивку​

Пакет linux-firmware содержит прошивку в сжатом виде (.zst), но ядро Armbian по умолчанию не поддерживает автоматическую распаковку (CONFIG_FW_LOADER_COMPRESS_ZSTD не включён). Распаковываем вручную:

zstd -d /lib/firmware/rtlwifi/rtl8188fufw.bin.zst

3. Загрузить драйвер​

modprobe rtl8xxxu

Если драйвер уже был загружен ранее (с ошибкой), перезагрузить:

rmmod rtl8xxxu && modprobe rtl8xxxu

4. Добавить драйвер в автозагрузку​

echo "rtl8xxxu" >> /etc/modules

После этого драйвер будет загружаться автоматически при каждой загрузке системы.

5. Проверить​

root@napic:~# ip a
1: lo: <LOOPBACK,UP,LOWER_UP> mtu 65536 qdisc noqueue state UNKNOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00
    inet 127.0.0.1/8 scope host lo
       valid_lft forever preferred_lft forever
2: end0: <BROADCAST,MULTICAST,UP,LOWER_UP> mtu 1500 qdisc mq state UP group default qlen 1000
    link/ether ea:b2:0d:09:2e:6c brd ff:ff:ff:ff:ff:ff
    inet 192.168.30.64/24 metric 100 brd 192.168.30.255 scope global dynamic end0
       valid_lft 46523sec preferred_lft 46523sec
    inet6 fe80::e8b2:dff:fe09:2e6c/64 scope link
       valid_lft forever preferred_lft forever
3: wlx6c60ebe162ef: <BROADCAST,MULTICAST> mtu 1500 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/ether 6c:60:eb:e1:62:ef brd ff:ff:ff:ff:ff:ff

OpenWrt для NapiLab NAPI2 (RK3568): готовая прошивка и сборка из исходников

NapiWRT теперь поддерживает NAPI2 на базе Rockchip RK3568. Готовый образ можно скачать и залить на SD\eMMC, а можно собрать самостоятельно из открытых исходников.

Что такое NAPI2​

NAPI2 - промышленный IoT-шлюз NapiLab на базе Rockchip RK3568:

Два гигабитных порта и NAT означают, что NAPI2 может одновременно работать как маршрутизатор между промышленной и офисной сетью и как Modbus TCP шлюз.

Скачать готовый образ​

Готовые образы публикуются в GitHub Releases:

→ github.com/lab240/napi-openwrt-build/releases

Файл прошивки: openwrt-rockchip-armv8-napi2-rk3568-ext4-sysupgrade.img.gz

Запись на eMMC​

eMMC - встроенная память, напрямую с хост-машины к ней не подключиться. Процедура прошивки:

1. Загрузите NAPI2 с SD-карты (любой рабочий Linux-образ)
2. Подключите USB-накопитель с файлом прошивки
3. Смонтируйте USB и запишите образ на eMMC:

# Монтируем USB-накопитель
mount /dev/sda1 /mnt

# Распаковываем образ
gunzip /mnt/openwrt-rockchip-armv8-napi2-rk3568-ext4-sysupgrade.img.gz

# Записываем на eMMC
dd if=/mnt/openwrt-rockchip-armv8-napi2-rk3568-ext4-sysupgrade.img \
   of=/dev/mmcblk0 bs=4M status=progress
sync

4. Выключите устройство, извлеките SD-карту, подайте питание - NAPI2 загрузится с eMMC.

Проверьте имя устройства eMMC через lsblk - обычно это /dev/mmcblk0.

После подачи питания система автоматически расширит корневой раздел на весь носитель (две перезагрузки при первом старте), применит все настройки и будет готова к работе.

Доступ по умолчанию​

Что в прошивке из коробки​

Прошивка содержит полный промышленный стек:

• Modbus TCP - mbusd + luci-app-mbusd (RS-485 на UART7 → TCP)
• Modbus-сканер - mbpoll + luci-app-mbpoll, mbscan
• MQTT - mosquitto уже настроен и запущен
• Метрики - collectd с модулями mqtt, rrdtool, modbus
• 1-Wire - owfs / owserver для датчиков DS18B20
• I2C / GPIO - i2c-tools, gpiod-tools
• LTE - поддержка Quectel EP06 через QMI
• HDMI-консоль - лог ядра и вход на мониторе, USB-клавиатура

NAPI2 также готова к запуску Zigbee2MQTT - 4 ГБ RAM более чем достаточно. Готовый архив Z2M для musl/aarch64 есть в тех же Releases.

Ключевые возможности​

• Двойной Ethernet - eth0 (LAN, 192.168.1.1) + eth1 (WAN, DHCP). NAT и маршрутизация настроены из коробки.
• HDMI-консоль - framebuffer + DRM VOP2 встроены в ядро. Лог загрузки выводится одновременно на serial и HDMI. Подключите монитор и USB-клавиатуру - полноценный локальный доступ без USB-UART адаптера.
• RS-485 с аппаратным RTS - UART7 (/dev/ttyS7) с автоматическим управлением направлением передачи. Не нужен GPIO для переключения приём/передача.
• CAN 2.0 - для подключения промышленного оборудования с CAN-интерфейсом.
• RTC DS1338 - аппаратные часы на I2C5, время сохраняется при выключении питания.
• MAC из eMMC CID - стабильный MAC-адрес генерируется из уникального идентификатора eMMC (отдельные MAC для LAN и WAN).

Собрать самостоятельно​

Исходники кастомизаций открыты:

→ github.com/lab240/napi-openwrt-build

Зависимости​

sudo apt install build-essential clang flex bison g++ gawk gcc-multilib \
  gettext git libncurses-dev libssl-dev python3-distutils python3-setuptools \
  python3-dev python3-pyelftools rsync swig unzip zlib1g-dev

Сборка​

# Клонируем OpenWrt
git clone https://github.com/openwrt/openwrt.git
cd openwrt
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a

# Накладываем кастомизации NAPI2
cp -r /path/to/napi-openwrt/napi2-files/* .

# Применяем конфиг ядра для HDMI
bash apply-kernel-config.sh

# Сначала собираем NanoPi R5S (нужен U-Boot от того же RK3568)
echo 'CONFIG_TARGET_rockchip_armv8_DEVICE_friendlyarm_nanopi-r5s=y' >> .config
make defconfig
make -j$(nproc)

# Переключаемся на NAPI2
sed -i '/DEVICE_friendlyarm_nanopi-r5s/d' .config
echo 'CONFIG_TARGET_rockchip_armv8_DEVICE_napi2-rk3568=y' >> .config
make defconfig
make -j$(nproc)

Результат появится в bin/targets/rockchip/armv8/.

Первая сборка занимает 30–60 минут (компилируется тулчейн). Пересборка с изменениями - 5–10 минут.

Зачем двухэтапная сборка​

U-Boot для RK3568 берётся из конфигурации NanoPi R5S - это та же SoC, и defconfig от FriendlyElec хорошо поддерживается в апстриме OpenWrt. Первый проход собирает U-Boot, второй - финальный образ с нашим Device Tree и конфигурацией.

Ссылки​

• Готовые образы: github.com/lab240/napi-openwrt-build/releases
• Исходники сборки: github.com/lab240/napi-openwrt-build
• Документация по платам: github.com/napilab/napi-boards

Когда разрабатываешь систему мониторинга или SCADA, часто нужно протестировать опрос датчиков — но реального оборудования под рукой нет. Или нужно показать демо заказчику без физических устройств. Или хочется отладить логику мастера не выезжая на объект.

Именно для этого мы написали modbus_slave — эмулятор Modbus RTU slave устройств на C, который работает на Linux и Windows, не требует зависимостей и умеет отдавать реальные данные из файлов.

Что умеет​

• Эмулирует до 30 независимых Modbus RTU устройств на одном последовательном порту
• Каждое устройство отвечает на FC03 (Read Holding Registers), 20 регистров
• Значения регистров — случайные (для тестирования) или из файла (реальные данные)
• Работает на Linux x86_64, aarch64 (NAPI2, RK3568, Raspberry Pi) и Windows x64
• Поддерживает RS-485 — RTS direction control через DTS/GPIO
• Режим демона с логами в syslog и systemd service для автозапуска
• Защита от устаревших данных — если скрипт-источник упал, регистры возвращают нули
• Один статический бинарь без зависимостей — скопировал и запустил

Архитектура​

Идея простая: один процесс слушает RS-485 шину и отвечает на запросы от любого из 30 адресов. Для мастера это выглядит как несколько физических устройств на линии — он не видит разницы.

Мастер (PC/ПЛК)          RS-485 шина          modbus_slave (NAPI2)
  mbpoll -a 1    ──────────────────────────►   slave ID 1 → /tmp/cpu.dat
  mbpoll -a 2    ──────────────────────────►   slave ID 2 → /tmp/time.dat
  mbpoll -a 3    ──────────────────────────►   slave ID 3 → random

Регистры читаются из обычных текстовых файлов — одно число на строку. Файлы живут в /tmp (tmpfs — RAM диск), SD карта не изнашивается.

Быстрый старт​

Установка на NAPI2 / aarch64​

# Скачать статический бинарь
wget https://github.com/lab240/modpoll-slave/raw/main/bin/modbus_slave_aarch64
chmod +x modbus_slave_aarch64

# Запустить — 3 датчика, порт ttyS7
./modbus_slave_aarch64 -p /dev/ttyS7 -b 115200 -a 3

Запуск на Windows​

modbus_slave.exe -p COM4 -b 115200 -a 3

Проверка с mbpoll​

mbpoll -m rtu -b 115200 -P none -a 1 -r 1 -c 20 /dev/ttyUSB0

Реальные данные из файлов​

Самое интересное — каждому slave можно привязать файл с реальными значениями. Формат простой: одно целое число на строку.

# Запуск: slave 1 читает данные CPU, slave 2 — время, slave 3 — рандом
./modbus_slave -p /dev/ttyS7 -b 115200 -a 3 \
    -f 1:/tmp/cpu.dat \
    -f 2:/tmp/time.dat

Файл обновляется внешним скриптом атомарно через mv — никакой гонки данных:

# Температура ядер CPU (°C × 100)
while true; do
    for zone in /sys/class/thermal/thermal_zone*/temp; do
        val=$(( $(cat $zone) / 10 ))
        echo $val
    done > /tmp/cpu.tmp
    mv /tmp/cpu.tmp /tmp/cpu.dat
    sleep 5
done

Значение 4523 в регистре означает 45.23 °C — стандартное соглашение для передачи дробных чисел в Modbus.

Защита от падения скриптов​

Если скрипт обновления данных упал — файл перестаёт обновляться, но данные в нём остаются старые. Мастер продолжал бы читать устаревшие значения.

Параметр -t задаёт максимальный возраст файла:

./modbus_slave -p /dev/ttyS7 -b 115200 -f 1:/tmp/cpu.dat -t 10

Если файл не обновлялся более 10 секунд — все регистры возвращают 0. Это сразу видно мастеру и SCADA системе. В лог пишется предупреждение (не чаще раза в минуту чтобы не спамить):

file /tmp/cpu.dat is stale (45s > 10s), returning zeros

По умолчанию t=10. Отключить: -t 0.

Режим демона и systemd​

# Запуск как демон
./modbus_slave -d -p /dev/ttyS7 -b 115200 -a 3 -f 1:/tmp/cpu.dat

# Статус
./modbus_slave -s

# Остановка
./modbus_slave -k

# Логи
journalctl -t modbus_slave -f

Для автозапуска при загрузке — systemd service:

sudo cp modbus_slave /usr/local/bin/
sudo cp service/modbus_slave.service /etc/systemd/system/
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now modbus_slave

Статистика запросов пишется в лог каждые 60 секунд:

stats: slaves=3 total_ok=12480 total_err=0

Windows​

На Windows всё то же самое, только порт называется COM4 вместо /dev/ttyS7, файлы в C:\temp\ вместо /tmp/, и -bg вместо -d:

modbus_slave.exe -bg -p COM4 -b 115200 -a 3 ^
    -f 1:C:\temp\cpu.dat ^
    -f 2:C:\temp\time.dat

Логи пишутся в C:\temp\modbus_slave.log.

Сборка из исходников​

Код разделён на три файла:

# Linux x86_64
gcc -O2 -Wall -o modbus_slave src/modbus_slave.c

# Linux aarch64 статический
aarch64-linux-gnu-gcc -O2 -Wall -static -o modbus_slave_aarch64 src/modbus_slave.c

# Windows .exe с Linux
x86_64-w64-mingw32-gcc -O2 -Wall -o modbus_slave.exe src/modbus_slave_win.c

Итог​

modbus_slave решает конкретную задачу — дать возможность разрабатывать и тестировать Modbus мастер без реального железа, или превратить одноплатный компьютер в многоканальный шлюз данных в Modbus.

Код открытый, собирается одной командой, работает на том же NAPI2 где и всё остальное.

Репозиторий: github.com/lab240/modpoll-slave

247 адресов за 2.5 секунды, ноль зависимостей, один .c файл. Рассказываем, зачем мы написали свой сканер Modbus-шины и как он работает.

Проблема: «а что вообще висит на шине?»​

Кто работал с Modbus RTU, знает ситуацию: подключаешь шлюз к RS-485 шине, а там десяток устройств с неизвестными адресами. Или один датчик, но кто-то поставил ему адрес 117 вместо документированного 1. Или устройство просто не отвечает — и непонятно, проблема в адресе, скорости, чётности или в самом устройстве.

Стандартный подход - mbpoll или любой Modbus-клиент, которым вручную перебираешь адреса. Это работает, но медленно и неудобно: 247 возможных адресов, на каждый нужно отправить запрос, подождать таймаут, проверить ответ.

Мы решили автоматизировать это одной утилитой.

Репозиторий: github.com/lab240/mbscan

Что такое mbscan​

mbscan - консольная утилита для сканирования Modbus RTU шины. Открывает последовательный порт, последовательно опрашивает диапазон адресов функцией FC03 (Read Holding Registers) и выводит найденные устройства с содержимым регистров.

Один файл на C, никаких внешних библиотек. Встроенная реализация CRC16, POSIX-совместимый код. Работает на Linux x86_64, aarch64, OpenWrt, Raspberry Pi — везде, где есть терминальный API POSIX.

Быстрый старт​

# Сканируем всё на /dev/ttyUSB0 (по умолчанию: 115200-8N1, таймаут 100мс)
mbscan -p /dev/ttyUSB0

# Быстрый скан с таймаутом 10мс
mbscan -p /dev/ttyUSB0 -o 10

# Конкретный диапазон, читаем 4 регистра
mbscan -p /dev/ttyUSB0 -f 1 -t 30 -c 4

# 9600 бод, чётность 8E1
mbscan -p /dev/ttyS1 -b 9600 -d 8E1

Вывод выглядит так:

mbscan: scanning /dev/ttyUSB0 115200-8N1, addresses 1-247, timeout 100ms
mbscan: reading 4 register(s) starting at 0

Found slave 125: [0]=125 [1]=1 [2]=830 [3]=794

mbscan: done. Found 1 device(s).

Нашёл устройство на адресе 125, прочитал 4 регистра — готово.

Параметры​

mbscan -p PORT [опции]

  -p PORT    Последовательный порт (обязательный)
  -b BAUD    Скорость (по умолчанию: 115200)
  -d PARAMS  Формат данных: 8N1, 8E1, 8O1, 7E1 и т.д. (по умолчанию: 8N1)
  -f FROM    Начальный адрес (по умолчанию: 1)
  -t TO      Конечный адрес (по умолчанию: 247)
  -o MS      Таймаут на адрес в мс (по умолчанию: 100)
  -r REG     Начальный регистр, 0-based (по умолчанию: 0)
  -c COUNT   Количество регистров для чтения (по умолчанию: 1)
  -v         Подробный вывод
  -h         Справка

Как это работает внутри​

Алгоритм прямолинейный, но дьявол в деталях:

1. Открывает последовательный порт, настраивает скорость, чётность, количество стоп-битов через termios.

2. Для каждого адреса в диапазоне:

   • Сбрасывает буфер порта от предыдущих данных
   • Формирует 8-байтовый запрос Modbus RTU FC03 с CRC16
   • Отправляет запрос и ждёт ответ с настроенным таймаутом
   • Валидирует ответ: проверяет CRC, адрес slave, код функции
   • Если всё сходится — выводит найденное устройство с содержимым регистров

3. Между запросами выдерживает межкадровую паузу Modbus (3.5 символьных времени) — это требование протокола, без него устройства могут путать конец одного кадра и начало другого.

CRC16 реализован встроенный - нет зависимости от libmodbus или других библиотек. Весь код в одном файле mbscan.c.

Скорость сканирования​

Скорость определяется таймаутом на адрес. Если устройство не отвечает — ждём полный таймаут. Если отвечает — переходим к следующему сразу после получения ответа.

На практике 10 мс хватает для стенда с коротким кабелем. Для промышленных линий с десятками метров RS-485 лучше ставить 50-100 мс — на длинных линиях задержки растут из-за переотражений и ёмкости кабеля.

Сборка​

Нативная компиляция​

cd src
gcc -O2 -Wall -o mbscan mbscan.c

Статическая сборка (один бинарник без зависимостей):

gcc -O2 -Wall -static -o mbscan mbscan.c

Пакет для OpenWrt​

Каталог mbscan кладётся в дерево пакетов OpenWrt:

cp -r mbscan /path/to/openwrt/package/
cd /path/to/openwrt
echo "CONFIG_PACKAGE_mbscan=y" >> .config
make package/mbscan/compile -j$(nproc)

Результат — .ipk (или .apk) пакет в bin/packages/*/base/.

Кросс-компиляция для aarch64​

Если есть тулчейн OpenWrt:

/path/to/openwrt/staging_dir/toolchain-aarch64_generic_gcc-*/bin/aarch64-openwrt-linux-gcc \
  -O2 -Wall -static -o mbscan-linux-aarch64 src/mbscan.c

Готовые бинарники для x86_64 и aarch64 доступны на странице Releases.

Интеграция с luci-app-mbpoll​

mbscan - не просто самостоятельная утилита. Он используется как бэкенд для вкладки Scan Bus в веб-интерфейсе luci-app-mbpoll - нашем LuCI-приложении для опроса Modbus-устройств.

Схема простая: пользователь задаёт параметры порта и диапазон адресов в браузере, LuCI вызывает mbscan на устройстве, парсит вывод и отображает найденные устройства в таблице. Не нужно заходить по SSH, не нужно помнить синтаксис - всё через веб-интерфейс.

Репозиторий luci-app-mbpoll: github.com/lab240/luci-app-mbpoll

Где используется​

Основная платформа - промышленные IoT-шлюзы NapiLab Napi на базе Rockchip RK3308 под управлением OpenWrt. Napi имеет встроенный RS-485 на /dev/ttyS1 и два USB-порта для дополнительных адаптеров — типичная конфигурация для Modbus-шлюза.

Но mbscan работает на любом Linux с последовательным портом: обычный x86_64 с USB-RS485 адаптером (CH341, CP2102, FTDI), Raspberry Pi, любая embedded-плата.

Лицензия​

GPL-2.0 - как и OpenWrt, как и остальные наши инструменты.

Инструкция по сборке Zigbee2MQTT под musl/aarch64 на хост-машине с Docker и запуску на OpenWrt.

Почему это нетривиально​

OpenWrt использует musl libc вместо стандартного glibc. Это означает:

• Официальные бинарники Node.js с nodejs.org (glibc) не запустятся
• Пакет node в фидах OpenWrt — только host-инструмент для сборки (PKG_HOST_ONLY=1), в прошивку не попадает
• Entware для aarch64 не содержит Node.js
• Нативные модули (@serialport/bindings-cpp) нужно компилировать под musl

Решение: собирать всё в Docker-контейнере на базе Alpine Linux (тоже использует musl).

Требования​

Железо​

Проверено на NAPI-C (rk3308\512Мб\4Гб Nand) c прошивкой OpenWRT (NapiWRT). Репозиторий: https://github.com/lab240/napi-openwrt-build/

Программное обеспечение на хост-машине​

• Docker
• Git

Шаг 1: Подготовка носителя​

OpenWrt по умолчанию создаёт rootfs раздел ~104 МБ. Для Zigbee2MQTT нужно минимум 500 МБ свободного места.

В нашей сборке NapiWRT это решено автоматически через два uci-defaults скрипта которые при первой загрузке расширяют rootfs до конца носителя:

files/etc/uci-defaults/70-rootpt-resize — расширяет раздел и перезагружается:

if [ ! -e /etc/rootpt-resize ] \
&& type parted > /dev/null \
&& lock -n /var/lock/root-resize
then
ROOT_BLK="$(readlink -f /sys/dev/block/"$(awk -e \
'$9=="/dev/root"{print $3}' /proc/self/mountinfo)")"
ROOT_DISK="/dev/$(basename "${ROOT_BLK%/*}")"
ROOT_PART="${ROOT_BLK##*[^0-9]}"
echo "70-rootpt-resize: expanding ${ROOT_DISK} partition ${ROOT_PART} to 100%..."
parted -f -s "${ROOT_DISK}" resizepart "${ROOT_PART}" 100%
echo "70-rootpt-resize: done, rebooting..."
mount_root done
touch /etc/rootpt-resize
reboot
fi
exit 1

files/etc/uci-defaults/80-rootfs-resize — расширяет файловую систему через losetup и перезагружается:

if [ ! -e /etc/rootfs-resize ] \
&& [ -e /etc/rootpt-resize ] \
&& type losetup > /dev/null \
&& type resize2fs > /dev/null \
&& lock -n /var/lock/root-resize
then
ROOT_BLK="$(readlink -f /sys/dev/block/"$(awk -e \
'$9=="/dev/root"{print $3}' /proc/self/mountinfo)")"
ROOT_DEV="/dev/${ROOT_BLK##*/}"
echo "80-rootfs-resize: resizing filesystem on ${ROOT_DEV}..."
LOOP_DEV="$(losetup -f)"
losetup "${LOOP_DEV}" "${ROOT_DEV}"
resize2fs -f "${LOOP_DEV}"
losetup -d "${LOOP_DEV}"
echo "80-rootfs-resize: done, rebooting..."
mount_root done
touch /etc/rootfs-resize
reboot
fi
exit 1

Необходимые пакеты в .config сборки:

CONFIG_PACKAGE_parted=y
CONFIG_PACKAGE_losetup=y
CONFIG_PACKAGE_resize2fs=y

Шаг 2: Установка Node.js на устройство​

Node.js для musl/aarch64 предоставляет проект unofficial-builds от nodejs.org.

# На устройстве
cd /tmp
wget https://unofficial-builds.nodejs.org/download/release/v22.22.0/node-v22.22.0-linux-arm64-musl.tar.gz
mkdir -p /opt/node
tar xzf node-v22.22.0-linux-arm64-musl.tar.gz -C /opt/node --strip-components=1
rm node-v22.22.0-linux-arm64-musl.tar.gz

# Добавляем в PATH
export PATH=/opt/node/bin:$PATH

# Проверяем
node --version   # v22.22.0
npm --version    # 10.9.4

Официальный бинарник с nodejs.org (linux-arm64 без суффикса musl) не запустится — он скомпилирован под glibc.

Готовый архив​

Если вы не хотите собирать самостоятельно — готовый архив Zigbee2MQTT для musl/aarch64 доступен в релизах репозитория:

👉 https://github.com/lab240/napi-openwrt-build/releases

Скачайте файл zigbee2mqtt-2.9.1-openwrt-aarch64-musl.tar.gz и перейдите сразу к Шагу 4.

Шаг 3: Сборка Zigbee2MQTT на хост-машине​

Zigbee2MQTT содержит нативные модули (@serialport/bindings-cpp) которые нужно компилировать под целевую платформу. Делаем это в Docker с Alpine (musl) под arm64.

На хост-машине​

# Клонируем репозиторий
git clone --depth 1 https://github.com/Koenkk/zigbee2mqtt.git ~/zigbee2mqtt-arm

# Собираем в Docker под Alpine/arm64/musl
docker run --rm -v ~/zigbee2mqtt-arm:/app \
  --platform linux/arm64 \
  node:22-alpine \
  sh -c "apk add python3 make g++ linux-headers && \
         cd /app && \
         npm install && \
         npm rebuild @serialport/bindings-cpp --build-from-source && \
         npm run build && \
         tar czf /app/z2m.tar.gz --dereference -C /app ."

Ключевые флаги:

• --platform linux/arm64 — целевая архитектура aarch64
• node:22-alpine — Alpine использует musl как OpenWrt, Node.js 22 соответствует требованиям Z2M
• linux-headers — нужны для компиляции @serialport/bindings-cpp
• --build-from-source — компилируем нативные модули вместо использования prebuilt glibc бинарников
• --dereference — разворачиваем симлинки в tar (иначе они сломаются при распаковке)

Время сборки: 3–5 минут.

Шаг 4: Копирование на устройство​

# С устройства (через scp)
scp dmn@<IP_ХОСТА>:~/zigbee2mqtt-arm/z2m.tar.gz /opt/

# Распаковываем
rm -rf /opt/zigbee2mqtt
mkdir /opt/zigbee2mqtt
tar xzf /opt/z2m.tar.gz -C /opt/zigbee2mqtt/
rm /opt/z2m.tar.gz

Шаг 5: Зависимости на устройстве​

Для работы нативных модулей нужна libstdc++:

apk update
apk add libstdcpp6

Шаг 6: Запуск​

export PATH=/opt/node/bin:$PATH
cd /opt/zigbee2mqtt
npm start

При успешном запуске:

Starting Zigbee2MQTT without watchdog.
Onboarding page is available at http://0.0.0.0:8080/

Откройте браузер: http://<IP_устройства>:8080/ — онбординг страница для настройки координатора и MQTT.

Конфигурация​

После онбординга конфиг сохраняется в /opt/zigbee2mqtt/data/configuration.yaml:

mqtt:
  server: mqtt://localhost   # Mosquitto уже установлен в базовой сборке Napi
serial:
  port: /dev/ttyUSB0        # Порт Zigbee-координатора
  adapter: ember             # или znp — зависит от координатора

Автозапуск через procd​

Создаём init-скрипт /etc/init.d/zigbee2mqtt:

#!/bin/sh /etc/rc.common

START=99
STOP=10
USE_PROCD=1

start_service() {
    procd_open_instance
    procd_set_param env PATH=/opt/node/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
    procd_set_param command /opt/node/bin/node /opt/zigbee2mqtt/index.js
    procd_set_param dir /opt/zigbee2mqtt
    procd_set_param stdout 1
    procd_set_param stderr 1
    procd_set_param respawn
    procd_close_instance
}

chmod +x /etc/init.d/zigbee2mqtt
/etc/init.d/zigbee2mqtt enable
/etc/init.d/zigbee2mqtt start

Итог: что получили​

Известные ограничения​

• Node.js не входит в стандартный образ — устанавливается вручную в /opt
• При обновлении прошивки /opt сохраняется (на отдельном разделе или eMMC)
• udevadm недоступен — автообнаружение адаптера не работает, порт указывается вручную в конфиге

Статья для тех, кто хочет собрать OpenWrt под платы NapiLab Napi самостоятельно и понимать, что именно происходит на каждом шаге — от патча U-Boot до первого входа по SSH.

Зачем вообще собирать OpenWrt для Napi?​

NapiLab Napi — промышленный одноплатный компьютер (SBC) и системный модуль (SOM) на базе Rockchip RK3308. Платформа ориентирована на промышленный IoT: сбор данных с датчиков, шлюзы Modbus TCP/RTU, MQTT-брокеры, удалённый мониторинг.

Ванильный OpenWrt доступен для "родственной" платы RockPi-S, но не знает особенностей Napi: нет device tree дополнительных портов, нет правильной конфигурации U-Boot, нет пакетов для промышленного применения. Наш репозиторий — это набор патчей, DTS, uci-defaults и пакетов, которые превращают чистый снапшот OpenWrt в готовый промышленный одноплатник.

Если хотите сразу попробовать без сборки — готовые образы доступны на странице загрузок napiworld.ru.

Что даёт кастомная сборка​

• Стабильный MAC-адрес — генерируется из OTP-данных чипа, не меняется после перезагрузки
• Правильный Device Tree — UART1 и UART2 в нужных режимах, Bluetooth отключён
• Готовый стек Modbus TCP — mbusd + веб-интерфейс luci-app-mbusd из коробки
• MQTT-брокер — mosquitto уже установлен и настроен
• Поддержка LTE-модемов — Quectel EP06 работает без дополнительных танцев
• Первый старт без консоли — все настройки применяются через uci-defaults автоматически

Поддерживаемое железо​

Все платы используют один и тот же SoC — Rockchip RK3308, поэтому собирается одна прошивка для всей линейки:

Характеристики RK3308​

Структура репозитория: что куда кладётся​

./
├── files/
│   └── etc/
│       └── uci-defaults/            # Скрипты первого старта
│           ├── 91-bash
│           ├── 92-timezone
│           ├── 93-console-password
│           ├── 94-macaddr
│           ├── 95-network
│           ├── 96-hostname
│           ├── 97-luci-theme
│           └── 99-dhcp
│
├── package/
│   ├── boot/
│   │   └── uboot-rockchip/
│   │       ├── Makefile
│   │       └── patches/
│   │           └── 108-board-rockchip-add-napilab-napic.patch  # Патч U-Boot
│   └── luci-app-mbusd/              # Веб-интерфейс для mbusd
│       ├── Makefile
│       ├── htdocs/luci-static/resources/view/
│       │   └── mbusd.js
│       └── root/
│           ├── etc/uci-defaults/luci-app-mbusd
│           └── usr/share/
│               ├── luci/menu.d/luci-app-mbusd.json
│               └── rpcd/acl.d/luci-app-mbusd.json
│
└── target/linux/rockchip/
    ├── files/arch/arm64/boot/dts/rockchip/
    │   └── rk3308-napi-c.dts        # Кастомный Device Tree
    └── image/
        └── armv8.mk                 # Описание целевого образа

Разберём каждую часть подробно.

U-Boot: почему нужен патч и что он делает​

OpenWrt собирает U-Boot из исходников вместе с прошивкой. Для RK3308 есть готовая конфигурация для Radxa ROCK Pi S — мы взяли её за основу, так как схемотехника близка к Napi.

Патч 0001-napic-rk3308-defconfig.patch​

Патч добавляет новый вариант napic-rk3308 в систему сборки U-Boot:

+++ b/configs/napic-rk3308_defconfig
@@ -0,0 +1,42 @@
+CONFIG_ARM=y
+CONFIG_ARCH_ROCKCHIP=y
+CONFIG_SYS_TEXT_BASE=0x00600000
+CONFIG_ROCKCHIP_RK3308=y
+CONFIG_TARGET_EVB_RK3308=y
+CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE="rk3308-napi-c"
+CONFIG_DISTRO_DEFAULTS=y
+CONFIG_SYS_MALLOC_F_LEN=0x4000
+CONFIG_BAUDRATE=1500000
+CONFIG_BOOTDELAY=0
...

Ключевые настройки:

• CONFIG_DEFAULT_DEVICE_TREE="rk3308-napi-c" — указываем U-Boot использовать наш DTS
• CONFIG_BAUDRATE=1500000 — нестандартная скорость консоли (1.5 Мбод), типичная для Rockchip
• CONFIG_BOOTDELAY=0 — не ждём прерывания при старте (промышленное применение)

Как собрать только U-Boot​

make package/boot/uboot-rockchip/compile VARIANT=napic-rk3308 -j$(nproc)

Флаг VARIANT=napic-rk3308 говорит системе сборки использовать именно наш defconfig.

Device Tree (DTS): описываем железо ядру​

Device Tree — это описание аппаратной конфигурации платы в текстовом формате. Ядро Linux не знает про периферию «само по себе», ему нужно явно сказать: «вот тут UART, вот тут Ethernet, вот GPIO».

Файл rk3308-napi-c.dts​

Берём за основу rk3308-rock-pi-s.dts (Radxa ROCK Pi S — ближайший аналог по схемотехнике) и переопределяем то, что отличается у Napi.

/dts-v1/;
#include "rk3308.dtsi"
#include "rk3308-rock-pi-s.dtsi"

/ {
    model = "NapiLab Napi-C";
    compatible = "napilab,napi-c", "rockchip,rk3308";
};

/* UART1 → RS-485 через mbusd */
&uart1 {
    status = "okay";
    pinctrl-names = "default";
    pinctrl-0 = <&uart1_xfer>;
};

/* UART2 — доступен как /dev/ttyS2 */
&uart2 {
    status = "okay";
};

/* Bluetooth отключаем — не нужен в промышленном применении */
&bluetooth {
    status = "disabled";
};

Что важно в этом DTS:

uart1 — маппится на /dev/ttyS1. Это главный последовательный порт, к которому подключаются RS-485 устройства Modbus. mbusd будет слушать именно его.

uart2 — маппится на /dev/ttyS2, доступен для дополнительных устройств.

bluetooth disabled — RTL8723DS предоставляет и Wi-Fi, и Bluetooth через один чип. Bluetooth нам не нужен и только занимает UART, поэтому отключаем на уровне DTS — никаких лишних сервисов, никаких потерь производительности.

Где лежит DTS в дереве OpenWrt​

target/linux/rockchip/files/arch/arm64/boot/dts/rockchip/rk3308-napi-c.dts

OpenWrt копирует файлы из target/linux/<arch>/files/ поверх исходников ядра перед компиляцией. Это стандартный механизм добавления новых DTS без форка ядра.

uci-defaults: автоматическая настройка при первом старте​

uci-defaults — это скрипты, которые OpenWrt запускает один раз при первой загрузке и затем удаляет. Они позволяют настроить систему до того, как пользователь зашёл в веб-интерфейс или по SSH.

Скрипты лежат в:

target/linux/rockchip/armv8/base-files/etc/uci-defaults/

Нумерация определяет порядок выполнения. Разберём каждый:

91-bash — bash как оболочка по умолчанию​

#!/bin/sh
# Меняем /bin/ash на /bin/bash для root
sed -i 's|/bin/ash|/bin/bash|' /etc/passwd

По умолчанию OpenWrt использует ash (BusyBox). Для работы с промышленными скриптами, которые рассчитаны на bash-синтаксис (массивы, [[, $RANDOM, process substitution), нужен настоящий bash. Скрипт делает одно изменение в /etc/passwd.

92-timezone — московское время​

#!/bin/sh
uci set system.@system[0].timezone='MSK-3'
uci set system.@system[0].zonename='Europe/Moscow'
uci commit system

Промышленные устройства работают в конкретном часовом поясе. Временна́я метка в логах и данных должна быть правильной сразу, без ручной настройки. MSK-3 — это UTC+3 (Москва).

93-console-password — пароль на серийную консоль​

#!/bin/sh
# Включаем запрос пароля на ttyS0
uci set system.@system[0].ttylogin='1'
uci commit system

По умолчанию OpenWrt пускает на консоль без пароля — удобно при разработке, неприемлемо в продакшне. Скрипт включает запрос пароля на ttyS0 (консоль 1.5 Мбод).

94-macaddr — стабильный MAC из OTP​

Это самый важный скрипт. Проблема: у RK3308 нет встроенного уникального MAC-адреса в eFuse — он генерируется случайно при каждой загрузке. Это катастрофа для промышленного применения: DHCP-сервер каждый раз выдаёт другой IP, ARP-таблицы засоряются, устройство теряется в сети.

Решение: генерировать MAC детерминированно из OTP (One-Time Programmable) памяти чипа. OTP содержит уникальные данные, которые прошиваются на заводе и никогда не меняются.

#!/bin/sh

# Читаем OTP и берём MD5 от него
MAC=$(cat /sys/bus/nvmem/devices/rockchip-otp0/nvmem | md5sum | \
  sed 's/\(..\)\(..\)\(..\)\(..\)\(..\)\(..\).*/02:\1:\2:\3:\4:\5/')

# Применяем MAC к интерфейсу
uci set network.@device[0].macaddr="$MAC"
uci commit network

Разбор команды по частям:

1. /sys/bus/nvmem/devices/rockchip-otp0/nvmem — бинарный файл с содержимым OTP через интерфейс nvmem ядра
2. md5sum — хешируем бинарные данные, получаем 32 hex-символа
3. sed — берём первые 12 символов и форматируем как MAC
4. Первый байт 02 — бит Local (bit 1 = 1) установлен, бит Multicast (bit 0 = 0) сброшен. Это стандарт для locally-administered MAC

Результат: каждая плата Napi получает один и тот же MAC при каждой загрузке, но разные платы имеют разные MAC — уникальность гарантирована уникальностью OTP.

95-network — настройка Ethernet без бриджа​

#!/bin/sh

# Убираем дефолтный бридж br-lan
uci set network.lan.device='eth0'
uci set network.lan.type=''
uci delete network.@bridge-vlan[0] 2>/dev/null

uci commit network

Стандартный OpenWrt создаёт бридж br-lan из всех Ethernet-портов — это логично для роутера с несколькими портами. У Napi один Ethernet-порт, бридж избыточен. Скрипт переводит lan напрямую на eth0, убирая лишний сетевой уровень.

96-hostname — имя устройства​

#!/bin/sh
uci set system.@system[0].hostname='napiwrt'
uci commit system

napiwrt — имя по умолчанию. Устройство будет видно в сети как napiwrt.local (через mDNS). Пользователь может сменить имя через LuCI.

97-luci-theme — тема веб-интерфейса​

#!/bin/sh
uci set luci.main.mediaurlbase='/luci-static/openwrt-2020'
uci commit luci

Тема openwrt-2020 — современный Bootstrap-based интерфейс. Тема bootstrap (старая) выглядит устаревшей. Устанавливаем сразу нужную.

99-dhcp — конфигурация DHCP​

#!/bin/sh

# Убираем dnsmasq с lan-интерфейса — устройство само получает IP по DHCP
uci set dhcp.lan.ignore='1'
uci commit dhcp

Napi в типовой конфигурации — не роутер, а промышленный шлюз. Он не должен раздавать DHCP в сеть, он должен получать IP сам. Скрипт отключает DHCP-сервер на lan.

Пакеты: что и зачем включено в сборку​

Промышленный стек​

Поддержка USB-Serial адаптеров​

kmod-usb-serial-ch341   # WCH CH340/CH341 (самые распространённые)
kmod-usb-serial-cp210x  # Silicon Labs CP2102 и серия
kmod-usb-serial-ftdi    # FTDI FT232 и совместимые
kmod-usb-serial-pl2303  # Prolific PL2303

Napi имеет 2× USB 2.0. Через USB-Serial можно подключить дополнительные RS-485/RS-232 адаптеры или устройства с USB-интерфейсом.

Поддержка LTE​

kmod-usb-net-qmi-wwan   # QMI-протокол для LTE-модемов
uqmi                     # Пользовательский инструмент для управления QMI

Поддержка Quectel EP06 (Cat-6 LTE). Модем подключается через USB, управляется через QMI. uqmi позволяет настроить APN, поднять PPP-соединение, смотреть сигнал.

Сетевые инструменты​

openssh-sftp-server   # SFTP — копирование файлов через SSH без FTP
luci-ssl-wolfssl      # HTTPS для LuCI (wolfSSL — лёгкая альтернатива OpenSSL)
tcpdump               # Захват трафика прямо на устройстве
ethtool               # Диагностика Ethernet

Административные утилиты​

bash    # Полноценная оболочка
htop    # Мониторинг процессов
nano    # Редактор для тех, кто не любит vi
screen  # Мультиплексор терминала — незаменим при работе через последовательный порт

luci-app-mbusd: веб-интерфейс для Modbus-шлюза​

Пакет luci-app-mbusd — наша собственная разработка. mbusd — отличный Modbus-шлюз, но управляется только через конфиг-файл и командную строку. Для промышленного применения нужен удобный веб-интерфейс.

Что умеет luci-app-mbusd​

• Запуск / остановка / перезапуск службы mbusd через кнопки в браузере
• Включение / отключение автозапуска при загрузке
• Live-статус процесса с отображением реальных параметров запуска
• Отображение IP-адреса и порта, на котором слушает шлюз
• Полная конфигурация: последовательный порт, скорость, чётность, стоп-биты, параметры Modbus

Интерфейс написан как стандартное LuCI-приложение на Lua + HTML, следует конвенциям OpenWrt UCl API.

Сборка: пошаговая инструкция​

1. Зависимости (Ubuntu/Debian)​

sudo apt install build-essential clang flex bison g++ gawk gcc-multilib \
  gettext git libncurses-dev libssl-dev python3-distutils rsync unzip zlib1g-dev

2. Клонируем OpenWrt​

git clone https://github.com/openwrt/openwrt.git
cd openwrt

# Обновляем фиды (репозитории пакетов)
./scripts/feeds update -a
./scripts/feeds install -a

3. Накладываем кастомизации​

Архив с кастомизациями берём из релизов репозитория:

# Распаковываем наш архив поверх дерева OpenWrt
tar xzf napic-openwrt-YYYYMMDD-HHMM-v1.0.tar.gz -C /path/to/openwrt/

Архив содержит все файлы из нашего репозитория в том же дереве каталогов, что и OpenWrt. После распаковки:

• target/linux/rockchip/ — дополнен нашим DTS и uci-defaults
• package/boot/uboot-rockchip/patches/ — содержит патч U-Boot
• package/luci-app-mbusd/ — добавлен наш пакет
• .config — готовая конфигурация сборки

4. Собираем U-Boot​

make package/boot/uboot-rockchip/compile VARIANT=napic-rk3308 -j$(nproc)

U-Boot для Rockchip RK3308 состоит из нескольких стадий:

• TPL (Tertiary Program Loader) — инициализация DDR
• SPL (Secondary Program Loader) — инициализация минимального железа
• U-Boot proper — полноценный загрузчик

Все три стадии собираются автоматически, результат упаковывается в idbloader.img + u-boot.itb.

5. Собираем прошивку​

make -j$(nproc)

Система сборки OpenWrt:

1. Компилирует кросс-тулчейн (gcc, binutils, musl libc)
2. Компилирует ядро Linux с нашим DTS
3. Компилирует все выбранные пакеты
4. Упаковывает rootfs + ядро + U-Boot в финальный образ

Время сборки на современном железе (8 ядер): 30–60 минут при первой сборке, 5–10 минут при пересборке с изменениями.

6. Результат сборки​

bin/targets/rockchip/armv8/
└── openwrt-rockchip-armv8-napilab_napic-ext4-sysupgrade.img.gz

Образ содержит таблицу разделов GPT, U-Boot, ядро, rootfs — всё в одном файле.

Прошивка​

Если не хотите собирать самостоятельно — готовые образы доступны на странице загрузок napiworld.ru.

# Распаковываем
gunzip openwrt-rockchip-armv8-napilab_napic-ext4-sysupgrade.img.gz

# Пишем на носитель (замените /dev/sdX на реальное устройство!)
dd if=openwrt-rockchip-armv8-napilab_napic-ext4-sysupgrade.img \
   of=/dev/sdX \
   bs=4M \
   status=progress
sync

⚠️ Внимательно проверьте /dev/sdX командой lsblk перед записью. Ошибка в имени устройства приведёт к затиранию данных.

Первый запуск​

После записи образа и подачи питания:

1. U-Boot стартует, инициализирует DDR, находит ядро в разделе
2. Ядро загружается, парсит наш DTS, инициализирует периферию
3. OpenWrt init запускает скрипты uci-defaults (один раз)
4. Устройство получает IP по DHCP (MAC стабилен — DHCP-сервер выдаст тот же IP)
5. LuCI доступен по http://<IP>/

Параметры доступа по умолчанию​

Типичные вопросы​

Почему скорость консоли 1.5 Мбод?

Это стандарт Rockchip для отладочных UART. На такой скорости загрузочные сообщения U-Boot и ядра отображаются без задержек. Требуется адаптер USB-UART с поддержкой нестандартных скоростей (CP2102, FTDI — работают, CH340 — часто нет).

Почему за основу взяли ROCK Pi S, а не официальный RK3308 EVB?

ROCK Pi S — хорошо поддерживаемая в апстриме OpenWrt плата на RK3308. Её конфигурация U-Boot и DTS проверены сообществом, регулярно обновляются. EVB (Evaluation Board от Rockchip) в OpenWrt поддерживается хуже.

Можно ли добавить свои пакеты?

Да. Добавьте пакеты в .config (через make menuconfig или напрямую) и пересоберите. Кастомный пакет можно положить в package/ или добавить внешний фид.

Как обновить прошивку через LuCI?

System → Backup / Flash Firmware → Flash new firmware image. Загрузите sysupgrade.img.gz. OpenWrt сохранит пользовательские настройки (/etc/config/) если не снять галочку «Keep settings».

Скриншоты​

Командная строка через консоль, ssh

Главная страница

Настройка сети

Обновление, бекап, рестор

Пакеты

Mbusd

Подключаем сетевые папки (шары) в Linux из командной строки. Простые способы монтирования CIFS/SMB ресурсов.