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【NuMaker-M2354试用】WiFi Module测试分享

发布于 2021-12-05 15:44:24 浏览：1256 订阅该版

[tocm]

很荣幸能获选参与新唐NuMaker-M2354开发板外设模块的评测试用活动。
### 功能模块的硬件介绍

收到开发板时，惊喜地发现居然还附带了一块LCD屏幕！
![NuMaker-M2354_01.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/cbd9e62e053f040170f8ca7c0b533ac6.jpg.webp)

![NuMaker-M2354_02.jpg](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/ee8d0471472d57a81428264869c6d8d4.jpg.webp)

开发板的做工相当精致，通过PCB板右侧中间部分的镂空间隔设计，提醒用户这块开发板可能大致分为两部分组成。根据厂家的资料介绍，这两部分分别是采用 NuMicro® M2354KJFAE 微控制器的主控板，与 Nu-Link2-Me 调试编程器。
板载的Wi-Fi模块是大家常见的ESP8266模块，Ai-Thinker安信可出品的esp8266串口wifi模块，型号是ESP-12F，为了避免干扰，发挥模块收发天线的最佳效果，Wi-Fi模块的板载天线部分在开发板左侧突出了大约5-6毫米，略显美中不足。
![NuMaker-M2354_WIFI_Module_01.JPG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/0e2a22497d2defc6c2e173f775eaa796.jpg.webp)

从厂家的资料可见，开发板上还预留了Wi-Fi模块固件的升级接口。
![M2354接口_WiFi模块原理图02.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211215/0b5a91255cc483e41daf618a96a804bf.png.webp)

![M2354接口_WiFi模块原理图03.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211215/c96d967bd4c49ffd850f7af9530ec9ac.png.webp)

开发板出厂时已经将Nu-Link2-Me VCOM指拨开关的1及2切换至ON，启动虚拟串口(VCOM)功能这个操作完成了。根据厂家的快速指南，在电脑上安装好Nuvoton Nu-Link Driver驱动后就能通过串口连接上开发板。 
![Nu-Link2-Me调试编程器01.JPG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/2338359dc6ca0c944ba4e176ad70a830.jpg.webp)

### 功能模块的使用说明

开发板出厂默认自带的Demo固件比较简单，通过Nu-Link2-Me 调试编程器的ICE USB接口给开发板上电时，附带的LCD屏幕是没有任何显示的，从串口输出信息上看，只是简单的反馈板载wifi模块的硬件自检通过信息和Simple Blinky Demo的信息。
![NuMaker-M2354_0011_MDK安装Nu-Link_Keil_Driver.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/211c61b67f04d9228e784b6326a275d0.png)

下载rt-thread源代码创建工程的过程就有点小波折。
本想在M2354板BSP包目录下用pkgs --dist创建项目框架后复制到其他目录下再创建第一个demo工程的，由于是第一次操作，对env的使用也不熟，没能按设想的完成，又急着体验一下开发板，就在BSP包目录下用menuconfig --generate、pkgs --list、pkgs --update、scons --target=mdk5创建了mdk5工程。
用Keil uVision5打开生成的mdk5工程，首次编译时提示有个“use of undeclared identifier 'EINVAL' ”的错误，打开相关的hw_symmetric.c源码，根据上下文的大致信息，
将return -EINVAL;
更正为return -RT_EINVAL;
就OK了。
![NuMaker-M2354_0042_env创建工程.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/d422c1f3e2960bfb0709e4fcf144b86e.png)

简单编辑一下工程属性后就可以使用Nuvoton Nu-Link Debugger驱动把编译好的固件下载烧录到开发板上查看demo的效果了。

和估计是裸机的Simple Blinky Demo相比，从rt-thread源代码BSP包通过env工具menuconfig 生成的demo例程相对就丰富很多了。LCD屏幕也亮了，从上面显示的时钟信息能否在通电约30秒左右完成NTP自动校时操作，就能让人及时确认板载wifi是否顺利连通网络。
![NuMaker-M2354_LCD_02.JPG](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/82b6051b9bdb6f852436627e722e4e77.jpg.webp)

按tab键后，finsh控制台能输出一长串可执行的RT-Thread shell commands，由此可见新唐厂家技术人员对rt-thread的适配工作应该是已经做的很完善了！
![NuMaker-M2354_0135_wifi组件评测.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/0101719c2d04c5995c66b4f2f7c75374.png)

其中的"at_wifi_set"命令就是能让你自行更改需要接入的wifi网络SSID和密码信息的，非常方便。
只要在finsh命令界面运行这样的命令：
at_wifi_set <ssid> <password>
即可即时更改开发板的wifi连接参数。
但这样更改wifi连接参数无法保存在wifi模块的固件里，每次断电重启后就恢复默认设置了。
不过刚开始时我自己倒也不是这样调整输入wifi密码的，而是通过串口输出wifi连接失败的错误提示信息中"NT_ZY_BUFFALO"的字眼在工程中找到board_dev.c源码来修改wifi参数的。
这个源码应该是厂家适配开发板的板载Wi-Fi模块，方便用户无需重新编译工程就能通过finsh控制台在线灵活更改wifi参数设计的。
```
/**************************************************************************//**
*
* @copyright (C) 2019 Nuvoton Technology Corp. All rights reserved.
*
* SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
*
* Change Logs:
* Date            Author       Notes
* 2020-1-16       Wayne        First version
*
******************************************************************************/

#include <rtdevice.h>
#include <drv_gpio.h>

#if defined(BOARD_USING_ESP8266)
#include <at_device_esp8266.h>

#define LOG_TAG     "at.sample.esp"
#undef DBG_TAG
#include <at_log.h>

static struct at_device_esp8266 esp0 =
{
    "esp0",          /* esp8266 device name */
    "uart4",         /* esp8266 serial device name, EX: uart1, uuart1 */

//    "NT_ZY_BUFFALO", /* Wi-Fi SSID */
//	  "12345678",      /* Wi-Fi PASSWORD */
		"like-3_Wi-Fi5",			/* Wi-Fi SSID */
    "LIKE85333051",				/* Wi-Fi PASSWORD */

1024             /* Receive buffer length */
};

static int rt_hw_esp8266_port(void)
{
    struct at_device_esp8266 *esp8266 = &esp0;
    rt_base_t esp_rst_pin = NU_GET_PININDEX(NU_PC, 13);
    rt_base_t esp_fwupdate_pin = NU_GET_PININDEX(NU_PD, 12);

/* ESP8266 reset pin PC.13 */
    rt_pin_mode(esp_rst_pin, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_write(esp_rst_pin, 1);

/* ESP8266 reset pin PD.12 */
    rt_pin_mode(esp_fwupdate_pin, PIN_MODE_OUTPUT);
    rt_pin_write(esp_fwupdate_pin, 1);

return at_device_register(&(esp8266->device),
                              esp8266->device_name,
                              esp8266->client_name,
                              AT_DEVICE_CLASS_ESP8266,
                              (void *) esp8266);
}
INIT_APP_EXPORT(rt_hw_esp8266_port);

static void at_wifi_set(int argc, char **argv)
{
    struct at_device_ssid_pwd sATDConf;
    struct at_device *at_dev = RT_NULL;

/* If the number of arguments less than 2 */
    if (argc != 3)
    {
        rt_kprintf("\n");
        rt_kprintf("at_wifi_set <ssid> <password>\n");
        return ;
    }

sATDConf.ssid     = argv[1]; //ssid
    sATDConf.password = argv[2]; //password

if ((at_dev = at_device_get_first_initialized()) != RT_NULL)
        at_device_control(at_dev, AT_DEVICE_CTRL_SET_WIFI_INFO, &sATDConf);
    else
    {
        rt_kprintf("Can't find any initialized AT device.\n");
    }
}
#ifdef FINSH_USING_MSH
    MSH_CMD_EXPORT(at_wifi_set, AT device wifi set ssid / password function);
#endif
#endif /* BOARD_USING_ESP8266  */

```
通过AT指令可知开发板板载Wi-Fi模块ESP-12F的运行波特率为115200.
![NuMaker-M2354_0133_wifi组件评测.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/a1954e88b4d6a4ea6d6232186921f2bf.png)

新唐厂家做的demo中已经将NTP自动网络授时功能适配完善了，因为NTP server参数中的"time.stdtime.gov.tw"授时服务器访问不畅，wifi联网后都会有相关的错误提示，
[E/at.clnt] execute command (AT+CIPDOMAIN="time.stdtime.gov.tw") failed!
通过menuconfig配置更换为国内的cn.ntp.org.cn服务器之后就不会有类似的失败提示信息了。
一般开发板上电约30秒左右，板载wifi模块就能完成联网并通过NTP工具实现网络自动授时。

### 外设性能指标测试

本来打算借助RT-Thread的网络工具集 (NetUtils)组件里的Iperf工具测试wifi模块联网的性能和带宽、NetIO工具测试网络的吞吐量、轻量级文件传输工具TFTP测试文件传输的。结果几个工具都无法运行服务器模式，

msh />tftp -s
msh />[E/at.clnt] execute command (AT+CIPCLOSE=0) failed!
tftp server bind failed!! exit

msh />iperf -s -p 5001
msh />[E/at.clnt] execute command (AT+CIPCLOSE=0) failed!
[E/iperf] Unable to bind!

msh />iperf --stop
msh />

网上搜索一番才了解到，因为wifi模块是借助at_device组件联网的，而at_device组件还不支持服务器模式，所以只能放弃，暂时先进行可在客户端模式下运行的iperf工具做个简单的网络性能和带宽测试。

Iperf 使用的是主从式架构，即一端是服务器，另一端是客户端，开发板上的iperf做客户端时，需要借助JPerf测试软件来运行为服务器。
JPerf 测试软件的windows安装文件可在开发板BSP包目录下的\numaker-m2354\packages\netutils-latest\tools文件夹中找到，这个是绿色软件，无需安装，解压到新文件夹即可使用。
不过因为JPerf需要JAVA的运行环境，所以还得先下载安装好JAVA运行环境才能运行。
设置运行在服务器模式并启动后，就可以在finsh控制台运行iperf客户端来进行网络性能测试。
![NuMaker-M2354_0136_wifi组件评测.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/84def863d3774d7e65517afc080de27c.png)

iperf -c 192.168.10.12 -p 5001

iperf --stop

要停止测试时，需要先在finsh shell界面停止iperf，再到JPerf测试软件界面停止服务器。
[380] 178.0-179.0 sec  10.0 KBytes  81.9 Kbits/sec
[380] 179.0-180.0 sec  10.0 KBytes  81.9 Kbits/sec
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[380]  0.0-180.4 sec  1856 KBytes  84.3 Kbits/sec
Done.
![NuMaker-M2354_0143_wifi组件评测.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20211205/6070cd0dbabe056c205bca5b49957159.png.webp)

wifi模块的网络吞吐量比较低，本来我以为和连接wifi模块的串口波特率有关，但和安信科售后联系过，得知串口波特率对模块的网络吞吐性能是没有影响的。

### 测试工程文档
[码云保存备份的工程文档](https://gitee.com/zhd0305/IoT/tree/master/M2354/numaker-m2354)

### 心得体会
小结：
1、厂家对开发板在RT-Thread系统上的适配程度比较高；
2、从iperf的测试结果看，板载wifi模块的传输速度平均只有84.3 Kbits/sec！这个结果超出我的预期，不知那里出了问题。还得再研究查找原因。