1.開發(fā)環(huán)境

本文將會介紹如何使用RT-Thread env 工具創(chuàng)建一個基于RT-Thread RTOS的軟件項目；如何使用RT-Thread env 工具對項目進行配置，實現(xiàn)FRDM-MCXN947開發(fā)板通過RW007模組進行WiFi聯(lián)網(wǎng)；以及如何使用RT-Thread env 工具對項目進行配置，實現(xiàn)WiFi網(wǎng)絡(luò)延遲和帶寬測試。

ENV環(huán)境

2.步驟說明

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發(fā)的一款支持WiFi和藍牙功能的無線通信模塊，它提供了基于SPI和UART 兩種接口的通信方式。

SPI接口相對于UART接口，具有更高的通信速率，因此本文采用SPI接口進行實驗。

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

RT-Thread官方也提供了RW007模組的Arduino評估板（以下簡稱RW007評估板），如下圖所示：

圖片中間部分為RW007模組。

查閱RW007評估版原理圖，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接口簡介

本文使用的硬件平臺是恩智浦 NXP FRDM-MCXN947, 開發(fā)板提供了Arduino接口，如下圖藍色部分：

FRDM-MXCN947開發(fā)板 Arduino接口，和RW007評估版通信的引腳如下：

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

FRDM-MCXN947開發(fā)板和RW007評估板連接如下圖：

2.3 RW007軟件包簡介

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

軟件包源碼倉庫鏈接：https://github.com/RT-Thread-packages/rw007

軟件包源碼倉庫鏈接（國內(nèi)鏡像）：https://gitee.com/RT-Thread-Mirror/rw007

2.4 RT-Thread env工具簡介

RT-Thread Env 工具 包括配置器和包管理器，用來對內(nèi)核和組件的功能進行配置，對組件進行自由裁剪，對線上軟件包進行管理，使得系統(tǒng)以搭積木的方式進行構(gòu)建，簡單方便。

2.5 新建工程

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

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

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

最后，使用 scons 命令創(chuàng)建獨立的項目目錄（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)分別表示項目名稱和項目目錄，可以根據(jù)實際需要修改修改。

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。否則會報 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開頭的兩個文件，就是scons生成的項目文件。如果不加—project-name參數(shù)，則是project開頭的兩個文件。

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)建的項目目錄 E:\DIY\FRDM-MCXN947\rtt_n947目錄，

然后，使用 menuconfig 命令：

2.5.2 打開RW007配置項

類似的，依次選擇：

│ -> Hardware Drivers Config

│ -> Board extended module Drivers

如下圖所示：

空格選中Enable RW007選項。

選中該選項后，將會自動選中RW007軟件包，以及片上SPI1配置。

左右移動光標到Save上，回車保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件將會更新。

保存配置后，就可以退出配置界面了。

2.5.3 啟用pin驅(qū)動

類似的，依次進入菜單：

→ Hardware Drivers Config → On-chip Peripheral Drivers

如下圖所示：

如圖，選中Enable GPIO。

這樣，就開啟了pin驅(qū)動。開啟pin驅(qū)動的原因是，SPI的CS使用了pin接口進行控制。

左右移動光標到Save上，回車保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件將會更新。

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

類似的，依次選擇：

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

進入RW007軟件包配置界面：

上下移動光標到”example driver port (RW007 for stm32)”上，回車，進入這個配置項：

選中，not use example driver porting by myself。

選中之后，自動返回RW007軟件包配置頁面：

此時，RW007的STM32驅(qū)動就被禁用掉了。

左右移動光標到Save上，回車保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件將會更新。

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軟件包的代碼默認不在本地。menuconfig選中并保存配置后，需要運行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項目文件，新增的代碼才會被編譯。

對于scons創(chuàng)建時添加了project-name參數(shù)的，更新時也要加project-name參數(shù)：

2.6 編譯運行

2.6.1 打開MDK項目

鼠標雙擊打開rtt_n947.uvprojx文件，打開后看到如下圖所示：

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編譯項目，按F8下載固件。

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

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

下載固件完成，Keil輸出如下

2.6.3 運行RT-Thread

打開串口終端，配置如下：

連接串口后，

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

2.7 WIFI測試

接下來，我們進行一些簡單的WiFi測試。

接下來我們查看wifi命令的使用方式：

2.7.1 掃描測試

嘗試掃描周圍的WiFi熱點：

可以看到，成功掃描到了周圍的WiFi熱點。

2.7.2 連接測試

嘗試連接其中的一個熱點（這里連接的是無線路由器）：

可以看到，成功連接上了WiFi熱點，并且獲取到了IP地址。

2.8 延遲測試

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

2.8.1 ping百度

接下來，用 ping 命令測試一下，板子能不能ping通baidu.com：

可以ping通baidu.com，說明TCP/IP協(xié)議基本沒有太大問題（域名解析OK，而且可以發(fā)送數(shù)據(jù)到公網(wǎng)主機）。

2.8.2 ping路由器

接下來，ping一下局域網(wǎng)的無線路由器：

ping局域網(wǎng)的路由器，延遲明顯小了很多。

作為對比，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無線路由器。

模組比筆記本的WiFi延遲稍微高一點點，差別不大。

2.9 帶寬測試

2.9.1 添加netutils軟件包

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

menuconfig界面，依次選擇：

選中netutils軟件包，然后回車進入軟件包配置頁面：

如圖，選中Enable iperf-liked network performace tool。

左右移動光標到Save上，回車保存配置。

保存配置之后，.config和rtconfig.h文件將會更新。

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項目文件：

重新編譯固件，下載固件，復位運行，串口終端就有iperf命令了：

2.9.2 iperf命令參數(shù)

直接運行iperf，默認輸出幫助信息：

可以看到iperf的命令參數(shù)使用方法。

注意：

RT-Thread的iperf命令實現(xiàn)中，對參數(shù)的順序由要求，如果使用過程中發(fā)現(xiàn)參數(shù)報錯，需要查看源碼定位原因；

RT-Thread的iperf不支持持續(xù)時間選項，一般是先啟動，后通過stop選項停止的方式控制測試時長；

2.9.3 PC端的iperf

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

我使用的mobaxterm，里面自帶了iperf命令，所以就不單獨下載了：

2.9.4 iperf測試準備工作

進行iperf測試之前，需要準備：

最好用PC創(chuàng)建熱點，用無線路由器也行，但是需要確保信號強度足夠；

確保開發(fā)板和PC直接的距離不要太遠，否則WiFi信號較弱，測試的結(jié)果可能會偏?。?/p>

最好在WiFi熱點較少的環(huán)境下進行測試，否則測出的結(jié)果數(shù)據(jù)也會偏?。?/p>

2.9.5 進行iperf帶寬測試

下面進行測試，測試步驟如下：

在PC上，啟動iperf服務(wù)端：iperf -s -p 5678

在開發(fā)板上，通過ping命令測試開發(fā)板和PC直接IP是否可達

在開發(fā)板上，啟動iperf客戶端：iperf -c 192.168.3.6 -p 5678 （其中192.168.3.6是PC的IP地址）

啟動后，可以通過ps命令查看正在運行的線程

一段時間后，在開發(fā)板上，停止iperf客戶端：iperf —stop

開發(fā)板上iperf停止后，PC端應該可以看到iperf的輸出；

開發(fā)板上整個過程的輸出如下：

PC端輸出：

可以看到帶寬為7.02Mbps。

2.9.6 iperf測試小結(jié)

實際上，影響WiFi帶寬測試結(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；

熱點的WiFi最高傳輸速率；

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

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

2.10 補充說明

如果有時候測試發(fā)現(xiàn)棧溢出，則需要修改TCPIP線程棧大?。?/p>

將其修改為4096即可。