1.開(kāi)發(fā)環(huán)境

本文將會(huì)介紹如何使用RT-Thread env 工具創(chuàng)建一個(gè)基于RT-Thread RTOS的軟件項(xiàng)目；如何使用RT-Thread env 工具對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)FRDM-MCXN947開(kāi)發(fā)板通過(guò)RW007模組進(jìn)行WiFi聯(lián)網(wǎng)；以及如何使用RT-Thread env 工具對(duì)項(xiàng)目進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)WiFi網(wǎng)絡(luò)延遲和帶寬測(cè)試。

ENV環(huán)境

2.步驟說(shuō)明

2.1 RW007模組介紹

RW007模組是由上海睿賽德電子科技有限公司開(kāi)發(fā)的一款支持WiFi和藍(lán)牙功能的無(wú)線(xiàn)通信模塊，它提供了基于SPI和UART 兩種接口的通信方式。

SPI接口相對(duì)于UART接口，具有更高的通信速率，因此本文采用SPI接口進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

RW007模組工作在SPI模式下時(shí)，主控芯片為模組需要提供1組SPI信號(hào)，一個(gè)中斷輸入，一個(gè)IO輸出，包含電源和地總，一共8個(gè)引腳。

RT-Thread官方也提供了RW007模組的Arduino評(píng)估板（以下簡(jiǎn)稱(chēng)RW007評(píng)估板），如下圖所示：

圖片中間部分為RW007模組。

查閱RW007評(píng)估版原理圖，可以看到SPI和UART接口部分，如下圖所示：

可以看到，Arduino接口與RW007模組引腳的連接關(guān)系，如下表所示：

2.2 Arduino接口簡(jiǎn)介

本文使用的硬件平臺(tái)是恩智浦 NXP FRDM-MCXN947, 開(kāi)發(fā)板提供了Arduino接口，如下圖藍(lán)色部分：

FRDM-MXCN947開(kāi)發(fā)板 Arduino接口，和RW007評(píng)估版通信的引腳如下：

其中，D10~D13為SPI信號(hào)，D9為中斷信號(hào)（INT），D8為復(fù)位控制（RST）；

FRDM-MCXN947開(kāi)發(fā)板和RW007評(píng)估板連接如下圖：

2.3 RW007軟件包簡(jiǎn)介

RT-Thread RW007軟件包實(shí)現(xiàn)了MCU主控端與RW007模組的SPI/UART接口的底層通訊，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了與RT-Thread的WiFi框架、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧對(duì)接。借助此軟件包，開(kāi)發(fā)者可以在RT-Thread系統(tǒng)上輕松實(shí)現(xiàn)WiFi聯(lián)網(wǎng)或BLE功能。

軟件包源碼倉(cāng)庫(kù)鏈接：https://github.com/RT-Thread-packages/rw007

軟件包源碼倉(cāng)庫(kù)鏈接（國(guó)內(nèi)鏡像）：https://gitee.com/RT-Thread-Mirror/rw007

2.4 RT-Thread env工具簡(jiǎn)介

RT-Thread Env 工具 包括配置器和包管理器，用來(lái)對(duì)內(nèi)核和組件的功能進(jìn)行配置，對(duì)組件進(jìn)行自由裁剪，對(duì)線(xiàn)上軟件包進(jìn)行管理，使得系統(tǒng)以搭積木的方式進(jìn)行構(gòu)建，簡(jiǎn)單方便。

2.5 新建工程

首先，克隆RT-Thread主線(xiàn)源碼到本地（Windows系統(tǒng)使用git-bash）：

接著，跳轉(zhuǎn)到 FRDM-MXCN947 板級(jí)支持包（BSP）目錄：

$ cd bsp/nxp/mcx/mcxn/frdm-mcxn947/

最后，使用 scons 命令創(chuàng)建獨(dú)立的項(xiàng)目目錄（可以在env命令行，或者gitb-bash中執(zhí)行）：

其中，target參數(shù)用于指定項(xiàng)目模板（可以使用mdk、iar等），project-name參數(shù)和project-path參數(shù)分別表示項(xiàng)目名稱(chēng)和項(xiàng)目目錄，可以根據(jù)實(shí)際需要修改修改。

注意：git-bash執(zhí)行scons之前，需要保證已經(jīng)安裝了Python，并且已使用pip install scons安裝scons軟件包。否則會(huì)報(bào) scons 命令找不到。

scons命令執(zhí)行成功，命令輸出，如下圖所示：

scons命令創(chuàng)建的目錄，內(nèi)容如下圖所示：

其中，rtt_n947開(kāi)頭的兩個(gè)文件，就是scons生成的項(xiàng)目文件。如果不加—project-name參數(shù)，則是project開(kāi)頭的兩個(gè)文件。

2.5.1 添加RW007軟件包

在env命令行環(huán)境中，跳轉(zhuǎn)到上一小節(jié)創(chuàng)建的項(xiàng)目目錄 E:\DIY\FRDM-MCXN947\rtt_n947目錄，

然后，使用 menuconfig 命令：

2.5.2 打開(kāi)RW007配置項(xiàng)

類(lèi)似的，依次選擇：

│ -> Hardware Drivers Config

│ -> Board extended module Drivers

如下圖所示：

空格選中Enable RW007選項(xiàng)。

選中該選項(xiàng)后，將會(huì)自動(dòng)選中RW007軟件包，以及片上SPI1配置。

左右移動(dòng)光標(biāo)到Save上，回車(chē)保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件將會(huì)更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

2.5.3 啟用pin驅(qū)動(dòng)

類(lèi)似的，依次進(jìn)入菜單：

→ Hardware Drivers Config → On-chip Peripheral Drivers

如下圖所示：

如圖，選中Enable GPIO。

這樣，就開(kāi)啟了pin驅(qū)動(dòng)。開(kāi)啟pin驅(qū)動(dòng)的原因是，SPI的CS使用了pin接口進(jìn)行控制。

左右移動(dòng)光標(biāo)到Save上，回車(chē)保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件將會(huì)更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

2.5.4 禁用RW007的STM32驅(qū)動(dòng)

類(lèi)似的，依次選擇：

RT-Thread online packages → IoT - internet of things → Wi-Fi → rw007: SPI WIFI rw007 driver

進(jìn)入RW007軟件包配置界面：

上下移動(dòng)光標(biāo)到”example driver port (RW007 for stm32)”上，回車(chē)，進(jìn)入這個(gè)配置項(xiàng)：

選中，not use example driver porting by myself。

選中之后，自動(dòng)返回RW007軟件包配置頁(yè)面：

此時(shí)，RW007的STM32驅(qū)動(dòng)就被禁用掉了。

左右移動(dòng)光標(biāo)到Save上，回車(chē)保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件將會(huì)更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

2.5.5 下載軟件包

剛剛我們用menuconfig選中了“RT-Thread online packages”中的RW007軟件包，RW007軟件包的代碼默認(rèn)不在本地。menuconfig選中并保存配置后，需要運(yùn)行pkgs —update命令，才能將RW007軟件包的代碼下載到本地。

執(zhí)行pkgs —update命令，輸出如下圖所示：

2.5.6 更新MDK項(xiàng)目文件

使用menuconfig命令修改配置之后（尤其是增加軟件包之后），需要更新MDK項(xiàng)目文件，新增的代碼才會(huì)被編譯。

對(duì)于scons創(chuàng)建時(shí)添加了project-name參數(shù)的，更新時(shí)也要加project-name參數(shù)：

2.6 編譯運(yùn)行

2.6.1 打開(kāi)MDK項(xiàng)目

鼠標(biāo)雙擊打開(kāi)rtt_n947.uvprojx文件，打開(kāi)后看到如下圖所示：

可以看到，RW007的代碼已經(jīng)在里面了。

2.6.2 編譯下載程序

在Keil中，按F7編譯項(xiàng)目，按F8下載固件。

下載固件之前，需要使用USB Type-C線(xiàn)，將PCUSB口連接到FRDM-MCXN947開(kāi)發(fā)板的MCU-LINK口上。

默認(rèn)的下載固件設(shè)置是正確的，如果不能下載固件很可能是沒(méi)有安裝MCXN947的支持包。

下載固件完成，Keil輸出如下

2.6.3 運(yùn)行RT-Thread

打開(kāi)串口終端，配置如下：

連接串口后，

按下開(kāi)發(fā)板復(fù)位鍵，串口終端可以看到，輸出了RW007固件的版本信息：

2.7 WIFI測(cè)試

接下來(lái)，我們進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的WiFi測(cè)試。

接下來(lái)我們查看wifi命令的使用方式：

2.7.1 掃描測(cè)試

嘗試掃描周?chē)腤iFi熱點(diǎn)：

可以看到，成功掃描到了周?chē)腤iFi熱點(diǎn)。

2.7.2 連接測(cè)試

嘗試連接其中的一個(gè)熱點(diǎn)（這里連接的是無(wú)線(xiàn)路由器）：

可以看到，成功連接上了WiFi熱點(diǎn)，并且獲取到了IP地址。

2.8 延遲測(cè)試

ping命令可以輸出網(wǎng)絡(luò)延遲信息，可以作為網(wǎng)絡(luò)延遲的簡(jiǎn)單測(cè)試工具。

2.8.1 ping百度

接下來(lái)，用 ping 命令測(cè)試一下，板子能不能ping通baidu.com：

可以ping通baidu.com，說(shuō)明TCP/IP協(xié)議基本沒(méi)有太大問(wèn)題（域名解析OK，而且可以發(fā)送數(shù)據(jù)到公網(wǎng)主機(jī)）。

2.8.2 ping路由器

接下來(lái)，ping一下局域網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)路由器：

ping局域網(wǎng)的路由器，延遲明顯小了很多。

作為對(duì)比，可以看一下筆記本ping路由器的延遲：

我的筆記本電腦連接的也是同一個(gè)無(wú)線(xiàn)路由器。

模組比筆記本的WiFi延遲稍微高一點(diǎn)點(diǎn)，差別不大。

2.9 帶寬測(cè)試

2.9.1 添加netutils軟件包

RT-Thread的netutils組件中提供了iperf命令，可以用于測(cè)試網(wǎng)絡(luò)帶寬。

menuconfig界面，依次選擇：

選中netutils軟件包，然后回車(chē)進(jìn)入軟件包配置頁(yè)面：

如圖，選中Enable iperf-liked network performace tool。

左右移動(dòng)光標(biāo)到Save上，回車(chē)保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件將會(huì)更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

執(zhí)行pkgs —update命令，輸出如下圖所示：

更新MDK項(xiàng)目文件：

重新編譯固件，下載固件，復(fù)位運(yùn)行，串口終端就有iperf命令了：

2.9.2 iperf命令參數(shù)

直接運(yùn)行iperf，默認(rèn)輸出幫助信息：

可以看到iperf的命令參數(shù)使用方法。

注意：

RT-Thread的iperf命令實(shí)現(xiàn)中，對(duì)參數(shù)的順序由要求，如果使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)參數(shù)報(bào)錯(cuò)，需要查看源碼定位原因；

RT-Thread的iperf不支持持續(xù)時(shí)間選項(xiàng)，一般是先啟動(dòng)，后通過(guò)stop選項(xiàng)停止的方式控制測(cè)試時(shí)長(zhǎng)；

2.9.3 PC端的iperf

PC端的iperf可以到iperf項(xiàng)目官網(wǎng)下載：https://iperf.fr/iperf-download.php

我使用的mobaxterm，里面自帶了iperf命令，所以就不單獨(dú)下載了：

2.9.4 iperf測(cè)試準(zhǔn)備工作

進(jìn)行iperf測(cè)試之前，需要準(zhǔn)備：

最好用PC創(chuàng)建熱點(diǎn)，用無(wú)線(xiàn)路由器也行，但是需要確保信號(hào)強(qiáng)度足夠；

確保開(kāi)發(fā)板和PC直接的距離不要太遠(yuǎn)，否則WiFi信號(hào)較弱，測(cè)試的結(jié)果可能會(huì)偏??；

最好在WiFi熱點(diǎn)較少的環(huán)境下進(jìn)行測(cè)試，否則測(cè)出的結(jié)果數(shù)據(jù)也會(huì)偏小；

2.9.5 進(jìn)行iperf帶寬測(cè)試

下面進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試步驟如下：

在PC上，啟動(dòng)iperf服務(wù)端：iperf -s -p 5678

在開(kāi)發(fā)板上，通過(guò)ping命令測(cè)試開(kāi)發(fā)板和PC直接IP是否可達(dá)

在開(kāi)發(fā)板上，啟動(dòng)iperf客戶(hù)端：iperf -c 192.168.3.6 -p 5678 （其中192.168.3.6是PC的IP地址）

啟動(dòng)后，可以通過(guò)ps命令查看正在運(yùn)行的線(xiàn)程

一段時(shí)間后，在開(kāi)發(fā)板上，停止iperf客戶(hù)端：iperf —stop

開(kāi)發(fā)板上iperf停止后，PC端應(yīng)該可以看到iperf的輸出；

開(kāi)發(fā)板上整個(gè)過(guò)程的輸出如下：

PC端輸出：

可以看到帶寬為7.02Mbps。

2.9.6 iperf測(cè)試小結(jié)

實(shí)際上，影響WiFi帶寬測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)的因素很多。我們這里，其中，起決定性的的主要由以下幾個(gè)方面：

模組本身支持的最高WiFi傳輸速率；

模組接口支持的最高工作頻率；

主控芯片接口最高支持的工作頻率；

熱點(diǎn)的WiFi最高傳輸速率；

各種環(huán)境因素，例如開(kāi)發(fā)板和PC直接的距離、環(huán)境是否有其他熱點(diǎn)干擾等等；

為了測(cè)出比較高的數(shù)據(jù)，我把開(kāi)發(fā)板直接放到路由器天線(xiàn)邊上，才測(cè)到以上的結(jié)果：

2.10 補(bǔ)充說(shuō)明

如果有時(shí)候測(cè)試發(fā)現(xiàn)棧溢出，則需要修改TCPIP線(xiàn)程棧大小：

將其修改為4096即可。