ESP32-C6 SuperMini当OpenThread边界路由

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去年买了两台Panther X2，今年又买了一台OES Plus正好把几个2.5硬盘给整上，折腾了一段时间终于理顺，记录下。

分工

一台Panther X2当外部流量入口：

  1. frpc将nginx端口映射到VPS，外网ipv4可通过VPS访问内部网部；
  2. cron定时脚本更新cloudflare dns解析域名到ipv6地址，dns解析到ipv4至VPS，同一个域名都可以访问对外暴露的服务；
  3. cupsd服务，wireguard/tailscale连接后，在外可以连接另一个VLAN的打印机给小朋友打印作业；
  4. adguardhome服务，在路由器RouterOS中设置NetWatch，服务正常时使用此服务，服务不正常时使用外部DNS服务；
  5. zigbee2mqtt/mqtt/homeassistant服务，HA主要控制中心；
  6. openthread/border-router服务，用一个ESP32-C6当RCP，可做为一个Thread路由节点。

另一台Panther X2当安装了带NPU的Armbian：

  1. openthread/border-router服务，另一个ZBT-1当RCP，做一个Thread路由节点；
  2. frigate服务，连接家里两个摄像头，录制视频通过NFS写入到OES Plus的硬盘中。其中莹石的一个摄像头需要把音频给禁掉(在RSTP流地址后面加上#audio=0)，否则APP对讲机无法使用。

OESPlus性能和存储都较Panther X2强，有一些大的服务在上面跑：

  1. hermes-agent/docker，通过飞书或电报可以远程安装其干活；
  2. 两个navidrome容器，一个听歌，一个听书；
  3. qbittorrent/qbittorrent-ee，下载一些视频什么的；
  4. esphome，用业OTA更新固件，固件编译使用NAS或笔记本当后台build server；
  5. hass-otbr-docker/python-matter-server，用来当Thread主边界路由；
  6. 一个11年的老Intel 80G SSD当系统存储，另外两个机械盘做为下载与共享，通过NFS提供文件共享。

Panther X2有32G的eMMC，OESPlus只有8G，AI找了一些如何减少emmc写入的注意事项，尽量减少日志的写入，能不写日志的就不写日志，HomeAssistant只记录一些需要的数据(recorder只记录一些温度等数据)，docker容器产生的一些临时文件存tmpfs，journal也写tmpfs等等。

ESP-IDF环境安装

之前安装ESP-IDF老是走GH，速度慢得很，后来发现官方有个EIM，可以走国内镜像，速度快不少，下载地址。

也可以自己设置变量，也可以给ESPHOME编译提高速度。其他pypi镜像可以用aliyun或高校的。

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export ESPHOME_IDF_FRAMEWORK_MIRRORS="\
https://dl.espressif.cn/github_assets/espressif/esp-idf/releases/download/v{VERSION}/esp-idf-v{VERSION}.zip;\
https://github.com/espressif/esp-idf/releases/download/v{VERSION}/esp-idf-v{VERSION}.zip"
export IDF_GITHUB_ASSETS="dl.espressif.cn/github_assets"
export ESP_IDF_CONSTRAINTS_MIRRORS="\
https://my.local.mirror/espidf.constraints.v{VERSION}.txt;\
https://dl.espressif.com/dl/esp-idf/espidf.constraints.v{VERSION}.txt"

ESP32-C6当OpenThread RCP

A Low-Cost Thread Border Router: ESP32-C6-WROOM as an OpenThread RCP for Home Assistant in Docker

Make your own Thread Border Router for just $5

就是ESP32-C6当RCP，通过USB与Docker的OTBR程序通信，可以做为一个Thread边界路由使用。${IDF_PATH}/examples/openthread/ot_rcp进行配置编译上传。

docker-compose.yaml
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services:
  otbr:
    image: openthread/border-router
    restart: always
    volumes:
      - ./data:/data
      - /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/localtime:ro
    environment:
      - TZ=Asia/Shanghai
    env_file: otbr-env.list
    cap_add:
      - SYS_ADMIN
      - NET_ADMIN
    network_mode: host
    devices:
      - /dev/net/tun
      - /dev/ttyACM0:/dev/ttyACM0
      # 映射文件有问题，需要使用long context
      # - /dev/serial/by-id/usb-Espressif_USB_JTAG_serial_debug_unit_XX:XX:XX:XX:XX:XX-if00:/dev/ttyACM0
otbr-env.list
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OT_RCP_DEVICE=spinel+hdlc+uart:///dev/ttyACM0?uart-baudrate=460800
OT_INFRA_IF=end1
OT_THREAD_IF=wpan0
OT_LOG_LEVEL=1

OT_REST_LISTEN_ADDR=0.0.0.0
OT_REST_LISTEN_PORT=8081
OT_WEB_LISTEN_ADDR=0.0.0.0
OT_WEB_LISTEN_PORT=7586

NDP_PROXY=1
RA=1

开启转发，或者用脚本curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/openthread/ot-br-posix/refs/heads/main/etc/docker/border-router/setup-host | bash

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net.ipv6.conf.all.disable_ipv6 = 0
net.ipv4.conf.all.forwarding = 1
net.ipv6.conf.all.forwarding = 1
net.ipv6.conf.all.accept_ra_rt_info_max_plen = 64
net.ipv6.conf.all.accept_ra = 2

另外有一个

docker-compose.yaml
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services:
  otbr:
    container_name: otbr
    image: ownbee/hass-otbr-docker:latest
    restart: unless-stopped
    privileged: true
    network_mode: host
    cap_add:
      - SYS_ADMIN
      - NET_ADMIN
    environment:
      DEVICE: "/dev/ttyUSB0"
      BACKBONE_IF: eth0
      FLOW_CONTROL: 1
      FIREWALL: 1
      NAT64: 1
      BAUDRATE: 460800
      OTBR_REST_PORT: 8081
      OTBR_WEB_PORT: 7586
      OTBR_WEB: 1
      AUTOFLASH_FIRMWARE: 0
      OTBR_LOG_LEVEL: error
      TZ: Asia/Shanghai
    devices:
      - /dev/ttyACM0:/dev/ttyUSB0
      # - /dev/serial/by-id/usb-Espressif_USB_JTAG_serial_debug_unit_XX:XX:XX:XX:XX:XX-if00:/dev/ttyUSB0
      - /dev/net/tun:/dev/net/tun
    volumes:
      - /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/localtime
      - ./otbr_data:/data/thread
    logging:
      driver: "journald"


  matter-server:
    image: ghcr.nju.edu.cn/home-assistant-libs/python-matter-server:stable
    container_name: matter-server
    restart: unless-stopped
    network_mode: host
    privileged: true
    security_opt:
      - apparmor:unconfined
    volumes:
      - ./matter_data:/data/
      - /run/dbus:/run/dbus:ro
      - /usr/share/zoneinfo/Asia/Shanghai:/etc/localtime:ro
    logging:
      driver: "journald"
    command: >
      --storage-path /data
      --paa-root-cert-dir /data/credentials
      --bluetooth-adapter 0
      --log-level-sdk progress
      --primary-interface eth0

双芯片方案

官方推荐的方案是ESP32 S3 + ESP32 H2，之前H2已经被我用到其他地方去了，S3在角落里面懒得找了。ESP32 C6手边上倒是还有4个，就想用两个ESP32 C6来试试。

嘉立创开源广场有位网友做了一个MINI边界路由器。

现在只想快速验证可行性，没有画PCB板，直接用面包板接线，最后发现是可行的，只是也走了一些弯路。想法是一个C6当Host，UART连接另一个C6 RCP，然后WIFI连接主网络，与Home Assistant通信；另一个C6只当RCP，UART与Host通信。

最早是用IDF自带例子ot_br与ot_rcp，两个都刷成功，通过idf.py monitor开启WIFI，设置OpenThread网络信息，可以成功连接到网络，但是在固件里面开启自动启动WIFI与OpenThread时会报错，而且还没有HTTP服务，不能在HomeAssistant中增加Open Thread Border Router。

后来换了官方推荐里面的仓库，填入WIFI信息，OpenThread信息，。。。报错。。。其中有两个花了不少时间来处理，一个是分区大小，仓库示例里面需要的存储是8M，但我的C6 SuperMini只有4M，这个搜索了不少时间，把分区大小改掉，然后不用OTA与RCP_UPDATE，最终解决。

partitions.csv
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# Name,   Type, SubType, Offset,  Size, Flags
# Note: if you have increased the bootloader size, make sure to update the offsets to avoid overlap
nvs,        data, nvs,      , 0x6000,
phy_init,   data, phy,      , 0x1000,
factory,    app,  factory,  , 2M,
web_storage,data, spiffs,   , 512K,

另外一个是固件刷成功后，启动后无限重启，好像是Host与RCP通信错误，把错误信息丢给AI，没有解决。。。过了好长时间，试着把TX/RX引脚号对掉，问题解决。。。后来查了下代码，发现是我理解错了。配的TX是PIN_TO_RCP_RX，RX是PIN_TO_RCP_TX。。。。。

esp_ot_config.h
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#define ESP_OPENTHREAD_DEFAULT_RADIO_CONFIG()              \
    {                                                      \
        .radio_mode = RADIO_MODE_UART_RCP,                 \
        .radio_uart_config = {                             \
            .port = 0,                                     \
            .uart_config =                                 \
                {                                          \
                    .baud_rate = 460800,                   \
                    .data_bits = UART_DATA_8_BITS,         \
                    .parity = UART_PARITY_DISABLE,         \
                    .stop_bits = UART_STOP_BITS_1,         \
                    .flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE, \
                    .rx_flow_ctrl_thresh = 0,              \
                    .source_clk = UART_SCLK_DEFAULT,       \
                },                                         \
            .rx_pin = CONFIG_PIN_TO_RCP_TX,                \
            .tx_pin = CONFIG_PIN_TO_RCP_RX,                \
        },                                                 \
    }
#else

当然我只是验证方案是否可行，这个方案还不稳定，毕竟WIFI网络是有延迟或干扰问题。后续如果再自己做的话，可能打板走RJ45网串口吧。另外C6当RCP时，有一点发热，主频降到80MHZ，稍微有一点效果，但不是特别明显。