IMA4 2016/2017 P32
De Wiki d'activités IMA
Cahier des charges
Présentation générale du projet
Contexte
L'expansion de l'utilisation des objets connectés permet de nos jours d'accéder à des données ou de contrôler aisément d'autres systèmes connectés à distance. Les objets connectés sont de plus en plus déployés mais leur sécurité n'est pas toujours testée. Par conséquent, de nombreuses informations sensibles sont susceptibles de transiter en permanence par le biais de multiples plages de fréquences.
Ceci amène donc un questionnement sur la sécurité des transferts de données entre la multitude d'objets connectés actuellement.
Objectif du projet
L'objectif de ce projet est de réaliser un brouilleur d'ondes radiofréquence dans la bande des 868 MHz capable de bloquer les communications LoRa.
Description du projet
A l'aboutissement du projet, nous devrions être capable de détecter une communication LoRa dans la bande des 868 MHz, et de la brouiller elle seule, sans incidence sur les autres communications sur d'autres fréquences du réseau LoRa.
Pour ce faire, nous devrons réaliser un montage réalisant un brouillage sur la plage 863-870Mhz afin d'empêcher toute communication LoRa, en envoyant du bruit électronique sur toute la plage de fréquence.
Pour la suite du projet, nous perfectionnerons ce montage pour qu'il puisse détecter une communication LoRa à une fréquence donnée (grâce au "join-request message" de 18 octets envoyés par le end-point/node, ou bien grâce aux informations données dans le préambule des paquets), afin d'envoyer des données erronées et de bloquer uniquement cette communication.
Si le temps et le budget le permettent, nous pourrons aussi être amenés à brouiller la plage de fréquences autour des 433 MHz (aussi utilisé par le réseau LoRa).
Choix techniques : matériel et logiciel
Afin de réaliser ce système, nous allons utiliser un microcontrôleur cc430 muni d'un transceiver cc1101, d'un récepteur LoRa(868MHz) communicant via protocole SPI avec le microcontrôleur, 2 antennes, une batterie, quelques LEDs.
Calendrier prévisionnel
Liste des tâches à effectuer
- Documentation sur le réseau LoRa
- moyen de transmission
- format de modulation
- trame des paquets
- Réalisation du premier montage brouillant toute la plage
- contrôler l'émetteur RF du cc430
- programmer un bruitage sur la plage 863-870MHz
- test et optimisation
- Ajout d'un récepteur LoRa pour détecter et brouiller une seule communication
- contrôler le récepteur LoRa avec le cc430 par protocole spi
- détecter une communication LoRa à une fréquence donnée
- contrôler l'émetteur RF afin de brouiller cette communication de manière brutale
- brouiller cette communication en tentant de changer les données du paquet
- test et optimisation
Calendrier
Avant le 19/12/16 - Élaboration du Cahier des charges et remplissage du Wiki
Avant fin Janvier - Complément du Cahier des Charges et listage du matériel nécessaire pour le projet
Répartition sur le S8 - 120h: Réalisation de la 1ere fonction (45h) / Réalisation de la 2e fonction (45h) / Test et débuguage (30h)
Feuille d'heures
| Tâche | Prélude | Heures S1 | Heures S2 | Heures S3 | Heures S4 | Heures S5 | Heures S6 | Heures S7 | Heures S8 | Heures S9 | Heures S10 | Total |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Cahier des charges / Wiki | 4h | 2h | 3,5h | 4h | 1h | 1h | ||||||
| Documentation sur le réseau LoRa | 6h | 1,5h | 2h | |||||||||
| Recherche de solution pour la fonction 1 | ||||||||||||
| Recherche de solution pour la fonction 2 | ||||||||||||
| 1ère fonction | 2h | 1h | 8h | 6h | 6h | |||||||
| 2ème fonction | ||||||||||||
| Optimisation fonction 1 | ||||||||||||
| Optimisation fonction 2 | ||||||||||||
| Tests et mesures | ||||||||||||
| Modification de la carte |
} Avancement du ProjetPhase préparatoire
Semaine 1
Semaine 2
Semaine 3
Nous allons utiliser un cc430f5137 (MCU+RF) monté sur une carte optimisée pour les communications autours de 868Mhz. Nous pouvons commencer à étudier son fonctionnement, particulièrement celui du module RF (cc1101). Nous avons aussi récupéré des exemples de code en c sur le site de Texas Instrument et d'un projet IMA5 de l'an passé. Semaine 4
Après une lecture approfondie de la datasheet du module RF du cc430, nous avons choisi d'utiliser la fréquence de base du module (pouvant être définie grâce aux registres) couplée au registre CHANNR. Cela nous permettra de modifier plus facilement la fréquence de la porteuse, en suivant la formule suivante : Nous pourrons alors balayer la plage de fréquence en changeant la valeur de CHANNR. Semaine 5A l'aide de la datasheet du cc1101 (datasheet_cc1101 pages : 70 à 95), nous avons défini les registres du module RF de la manière suivante (sachant que la fréquence du quartz est de 26MHz, soit Fxosc=26MHz) :
ce qui nous a donné les valeurs FREQ2=0x21, FREQ1=0x31 et FREQ0=0x3A (FREQ=2 175 290).
ce qui nous a donné MDMCFG1=0x02 (CHANSPC_E=2) et MDMCFG0=0x00(CHANSPC_M=0).
#include <cc430f5137.h> #include <stdint.h> #include <msp430.h> //863-870Mhz => 26MHz crystal and high VCO recommended //MDMCFG0.CHANSPC_M=0 & MDMCFG1.CHANSPC_E=2 ==> chann spacing~100kHz //start at 863 Mhz stop at 870 //FREQ=00 10 00 01 00 11 00 01 00 11 10 10 //FREQ2=0x21 FREQ1=0x31 FREQ0=0x3A //CHANNR from 0 to 69 #define SMARTRF_CC430F5137_H #define SMARTRF_RADIO_CC430F5137 #define SMARTRF_SETTING_IOCFG2 0x29 //default #define SMARTRF_SETTING_IOCFG1 0x2E //default #define SMARTRF_SETTING_IOCFG0 0x02 //assert if TX fifo above trsh #define SMARTRF_SETTING_FIFOTHR 0x07 //default (0x0F may be better) #define SMARTRF_SETTING_SYNC1 0xD3 //default #define SMARTRF_SETTING_SYNC0 0x91 //default #define SMARTRF_SETTING_PKTLEN 0xFF //default (disabled by PKCTRL0 set to 0x05) #define SMARTRF_SETTING_PKTCTRL1 0x04 //default #define SMARTRF_SETTING_PKTCTRL0 0x05 //normal pkt format, variable pkt lenght #define SMARTRF_SETTING_ADDR 0x00 //default (device address) #define SMARTRF_SETTING_CHANNR 0x00 //0 (will be incremented in main.c) #define SMARTRF_SETTING_FSCTRL1 0x0F //default (IF frequency) #define SMARTRF_SETTING_FSCTRL0 0x00 //default (freq offset) #define SMARTRF_SETTING_FREQ2 0x21 /*freq*/ #define SMARTRF_SETTING_FREQ1 0x31 //868Mhz #define SMARTRF_SETTING_FREQ0 0x3A /*freq*/ #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG4 0x8C //default (BW=203KHz) #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG3 0x22 //default (data rate) #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG2 0x30 // ASK/OOK,no sync-word #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG1 0x02 // 2 bytes preamble, chanspc_e=2 #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG0 0x00 //chanspc_m=0 #define SMARTRF_SETTING_DEVIATN 0x47 //default (no effet on ASK/OOK mode) #define SMARTRF_SETTING_MCSM2 0x07 //default timeout disable #define SMARTRF_SETTING_MCSM1 0x18 //stay in TX mode #define SMARTRF_SETTING_MCSM0 0x18 //autocal when going in TX or RX #define SMARTRF_SETTING_FOCCFG 0x36 //default (frenquency offset not used) #define SMARTRF_SETTING_BSCFG 0x6C //default #define SMARTRF_SETTING_AGCCTRL2 0x03 //default (maximum possible gain) #define SMARTRF_SETTING_AGCCTRL1 0x40 //default #define SMARTRF_SETTING_AGCCTRL0 0x91 //default #define SMARTRF_SETTING_WOREVT1 0x87 //default #define SMARTRF_SETTING_WOREVT0 0x6B //default #define SMARTRF_SETTING_WORCTRL 0xF8 //default #define SMARTRF_SETTING_FREND1 0x56 //default #define SMARTRF_SETTING_FREND0 0x50 //patable=0 -> ASK #define SMARTRF_SETTING_FSCAL3 0xE9 //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_FSCAL2 0x2A //high VCO choosen #define SMARTRF_SETTING_FSCAL1 0x00 //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_FSCAL0 0x1F //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_FSTEST 0x59 //default (test only) #define SMARTRF_SETTING_PTEST 0x7F //default (test only) #define SMARTRF_SETTING_AGCTEST 0x3F //default (test only) #define SMARTRF_SETTING_TEST2 0x81 //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_TEST1 0x35 //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_TEST0 0x0B //default Semaine 6
#include <msp430.h>
#include <stdint.h>
#include "RF1A.h"
#include "RF_Connection.h"
#include "PMM.h"
#include "ports.h"
#include "RFconfig.h"
#define BUFFER_SIZE 1 // maximum size of data sent by rf
#define PWM_PERIOD 255
#define DELAY 10000
volatile uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
volatile uint8_t temp[NB_BANGLES][2];
volatile uint8_t fin[NB_BANGLES][NB_BANGLES-1];
//useless
void packet_received(void)
{
}
void send_cmd(void)
{
buffer[0] = 0xFF;
rf_transmit((uint8_t *)buffer, 2);
}
int main(void)
{
unsigned char chann=0x00;
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT
rf_init();
ReceiveOff();
_BIS_SR(GIE);
while(1)
{
ChangeChannel(chann);
send_cmd();
if(chann>=69)
{
chann=0x00;
}
else
{
chann++;
}
__delay_cycles(DELAY);
}
return 0;
}
mspdebug rf2500 "prog main"
Semaine 7Nous avons commencé les premiers tests sur l'analyseur de spectre afin de vérifier que le code fonctionne bien.
Semaine 8
Semaine 9
Nouvelle bibliothèque RFconfig.h : #include <cc430f5137.h> #include <stdint.h> #include <msp430.h> //863-870Mhz => 26MHz crystal //MDMCFG0.CHANSPC_M=0 & MDMCFG1.CHANSPC_E=2 ==> chann spacing~100kHz //start at 863 Mhz //FREQ2=0x21 FREQ1=0x31 FREQ0=0x3A //high VCO FSCAL2=0x2A //867 : 21589A //866 : 214EC2 //865 : 2144EA //for 433Mhz : freq=0x10A766 and low vco (FSCAL2=0x0A) //432 : 0x109D8E //gfsk, 866, chann space ~200k, high vco currently #define SMARTRF_CC430F5137_H #define SMARTRF_RADIO_CC430F5137 #define SMARTRF_SETTING_IOCFG2 0x29 //default #define SMARTRF_SETTING_IOCFG1 0x2E //default #define SMARTRF_SETTING_IOCFG0 0x02 //assert if TX fifo above trsh #define SMARTRF_SETTING_FIFOTHR 0x07 //default (0x0F may be better) #define SMARTRF_SETTING_SYNC1 0xD3 //default #define SMARTRF_SETTING_SYNC0 0x91 //default #define SMARTRF_SETTING_PKTLEN 0xFF //default (disabled by PKCTRL0 set to 0x05) #define SMARTRF_SETTING_PKTCTRL1 0x04 //default #define SMARTRF_SETTING_PKTCTRL0 0x05 //normal pkt format, variable pkt lenght #define SMARTRF_SETTING_ADDR 0x00 //default (device address) #define SMARTRF_SETTING_CHANNR 0x00 // (will be incremented in main.c) #define SMARTRF_SETTING_FSCTRL1 0x06 //default 0f (IF frequency) #define SMARTRF_SETTING_FSCTRL0 0x00 //default (freq offset) #define SMARTRF_SETTING_FREQ2 0x21 /*freq*/ #define SMARTRF_SETTING_FREQ1 0x4E //866 #define SMARTRF_SETTING_FREQ0 0xC2 /*freq*/ #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG4 0x8C //default (BW=203KHz) #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG3 0x83 // data rate #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG2 0x13 // GFSK #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG1 0x22 // 2 bytes preamble, chanspc_e=2 #define SMARTRF_SETTING_MDMCFG0 0xF8 //chanspc_m=248 #define SMARTRF_SETTING_DEVIATN 0x47 // default 47khz deviation #define SMARTRF_SETTING_MCSM2 0x07 //default timeout disable #define SMARTRF_SETTING_MCSM1 0x18 //stay in TX mode #define SMARTRF_SETTING_MCSM0 0x18 //autocal when going in TX or RX #define SMARTRF_SETTING_FOCCFG 0x36 //default (frenquency offset for demodulation) #define SMARTRF_SETTING_BSCFG 0x6C //default #define SMARTRF_SETTING_AGCCTRL2 0x07 // (maximum possible gain) #define SMARTRF_SETTING_AGCCTRL1 0x77 // #define SMARTRF_SETTING_AGCCTRL0 0x91 //default #define SMARTRF_SETTING_WOREVT1 0x87 //default #define SMARTRF_SETTING_WOREVT0 0x6B //default #define SMARTRF_SETTING_WORCTRL 0xF8 //default #define SMARTRF_SETTING_FREND1 0x56 //default #define SMARTRF_SETTING_FREND0 0x10 //patable=0 (useless for gfsk) #define SMARTRF_SETTING_FSCAL3 0xE9 //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_FSCAL2 0x2A //high VCO choosed #define SMARTRF_SETTING_FSCAL1 0x00 //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_FSCAL0 0x1F //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_FSTEST 0x59 //default (test only) #define SMARTRF_SETTING_PTEST 0x7F //default (test only) #define SMARTRF_SETTING_AGCTEST 0x3F //default (test only) #define SMARTRF_SETTING_TEST2 0x81 //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_TEST1 0x35 //smartRF studio #define SMARTRF_SETTING_TEST0 0x09 // Nouveau main.c : #include <msp430.h>
#include <stdint.h>
#include "RF1A.h"
#include "RF_Connection.h"
#include "PMM.h"
#include "ports.h"
#include "RFconfig.h"
#include "led_commands.h"
#define BUFFER_SIZE 10 // maximum size of data sent by rf
#define PWM_PERIOD 255
#define DELAY 5000 //15ms
volatile uint8_t buffer[BUFFER_SIZE];
volatile uint8_t temp[NB_BANGLES][2];
volatile uint8_t fin[NB_BANGLES][NB_BANGLES-1];
//useless
void packet_received(void)
{
}
// Any other commands are for RSSI measurement
void send_cmd(void)
{
buffer[0] = 0xFD;
buffer[1] = 0xAA;
buffer[2] = 0xFF;
buffer[3] = 0x11;
buffer[4] = 0xFF;
buffer[5] = 0x66;
buffer[6] = 0xFF;
buffer[7] = 0x33;
buffer[8] = 0x1F;
buffer[9] = 0xF8;
rf_transmit((uint8_t *)buffer, 2);
}
int main(void)
{
port_mapping();
unsigned char chann=0x00;
unsigned char led2=0x10;
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; // Stop WDT
rf_init(); //reset, setVcore & patable
ReceiveOff();
_BIS_SR(GIE);
set_color(0x10, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00); //led1 allumée quand le cc430 est sous tension
while(1)
{
ChangeChannel(chann);
send_cmd();
if(chann>=20) //866-870
{
chann=0x00;
led2=led2^0x10;
set_color(0x10, 0x00, 0x00, led2, 0x00, 0x00); //led2 s'allume toutes les 2 rampes
}
else
{
chann++;
}
__delay_cycles(DELAY);
}
return 0;
}
Fonction WritePATable : void WritePATable(void)
{
unsigned char valueRead = 0;
//while(valueRead != 0x03) // Output Power: -30 [dBm]
//while(valueRead != 0x25) // Output Power: -12 [dBm]
//while(valueRead != 0x2D) // Output Power: -6 [dBm]
//while(valueRead != 0x8D) // Output Power: 0 [dBm]
//while(valueRead != 0xC3) // Output Power: 10 [dBm]
while(valueRead != 0xC0) // Output Power: Maximum [dBm]
//while(valueRead != 0xC6) // Output Power(default): 8.8 [dBm]
{
/* Write the power output to the PA_TABLE and verify the write operation. */
unsigned char i = 0;
/* wait for radio to be ready for next instruction */
while( !(RF1AIFCTL1 & RFINSTRIFG));
//RF1AINSTRW = 0x7E03; // PA Table write (burst), Output Power: -30 [dBm]
//RF1AINSTRW = 0x7E25; // PA Table write (burst), Output Power: -12 [dBm]
//RF1AINSTRW = 0x7E2D; // PA Table write (burst), Output Power: -6 [dBm]
//RF1AINSTRW = 0x7E8D; // PA Table write (burst), Output Power: 0 [dBm]
//RF1AINSTRW = 0x7EC3; // PA Table write (burst), Output Power: 10 [dBm]
RF1AINSTRW = 0x7EC0; // PA Table write (burst), Output Power: Maximum [dBm]
//RF1AINSTRW = 0x7EC6; // PA Table write (burst), Output Power(default): 8.8 [dBm]
/* wait for radio to be ready for next instruction */
while( !(RF1AIFCTL1 & RFINSTRIFG));
RF1AINSTR1B = RF_PATABRD; // -miguel read & write
// Traverse PATABLE pointers to read
for (i = 0; i < 7; i++)
{
while( !(RF1AIFCTL1 & RFDOUTIFG));
valueRead = RF1ADOUT1B;
}
while( !(RF1AIFCTL1 & RFDOUTIFG));
valueRead = RF1ADOUTB;
}
}
Semaine 10
Fichiers Rendus |
