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LoRa-Radio-Driver
ART-Pi_LoRa开发套件
LoRa
基于APT-Pi与LRS007的LoRa-Radio-Driver软件包应用笔记
发布于 2021-02-03 23:17:56 浏览:3704
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[tocm]
# 1 前言 本文主要描述了如何在APT-Pi平台与LoRa扩展板(LRS007)从零开始使用lora-radio-driver软件包,开发环境采用RT-Thread Studio 2.0.0、MDK5.29。
LoRa-Radio-Driver软件包的使用可详见 《LoRa-Radio-Driver软件包使用说明》。 - [https://github.com/Forest-Rain/lora-radio-driver/tree/master/doc](https://github.com/Forest-Rain/lora-radio-driver/tree/master/doc) ![01_lora-radio-driver_pkgs_struction.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/69f97e0d459ad9b83933486fd88336f0.png)
## 1.1 准备工作
### 1.1.1 所需硬件 - [ART-Pi 开源平台](https://art-pi.gitee.io/website) - RT-Thread官方开源硬件平台 - [LoRa扩展板(LRS007)](https://mp.weixin.qq.com/s/v_0raF-5KlEOjxc5_dui3Q) - LRS007是根据APT-Pi主板设计的LoRa模块扩展板,支持多种不同频点、不同类型的LoRa模块,可同时支持2路SPI的LoRa模块,可根据实际需要灵活组合 - [LSD4RF-2R717N40 (SX1268,470M频段)](http://bbs.lierda.com/forum.php?mod=viewthread&tid=87&extra=page%3D1) - [LSD4RFC-2L722N10 (LLCC68,470M频段)](http://bbs.lierda.com/forum.php?mod=viewthread&tid=87&extra=page%3D1) - [LSD4RF-2R822N30 (SX1262,868\\915M频段)](http://bbs.lierda.com/forum.php?mod=viewthread&tid=87&extra=page%3D1) - ...
### 1.1.2 所需软件 - IDE开发工具 - [RT-Thread Studio 最新版本](https://www.rt-thread.org/document/site/rtthread-studio/um/studio-user-begin/) - MDK5 - RT-Thread操作系统 - [https://github.com/RT-Thread/rt-thread](https://github.com/RT-Thread/rt-thread) - lora-radio-driver软件包 - lora spi驱动 - [https://github.com/forest-rain/lora-radio-driver](https://github.com/forest-rain/lora-radio-driver) - multi-rtimer软件包 - 低功耗定时模块 - [https://github.com/Forest-Rain/multi-rtimer](https://github.com/Forest-Rain/multi-rtimer)
# 2 基于RT-Thread Studio的开发
## 2.0 安装最新APT-Pi SDK包 若首次使用RT-Thread Studio\\ART-Pi或者需更新为最新SDK包,点击SDK管理器图标![image02.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/db8dd3b6d961f67146c3bd55f665b4a5.png) ,在“Board_Support_Packages”——>“STMicroelectronics”选择最新的“STM32H750-RT-ART-Pi”安装。
![image03.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/8459980c670e243d60ae3589754884fe.png)
## 2.1 新建RT-Thread Studio工程
### 2.1.2 新建项目 RT-Thread Studio“文件”——>“新建”——>“RT-Thread项目”
![image04.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/8cf7ceb209796c92600a1cfc219dcd21.png)
在弹出的“新建项目”对话中,选择“基于开发板”——>“开发板”——>“STM32H750-RT-ART-PI”——>“示例工程”——>“art_pi_blink_led”,根据实际需求,重命名“Project name”部分的内容.
![image05.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/873501a810feac9704a653b33ac9e1f0.png)
“新建项目”的整体操作步骤如下图所示
![rt-studio新建lora-radio工程 art-pi v2.gif](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2020/gif/253586/1607744077929-5869760b-85c4-4686-9968-c04361d4ecda.gif#align=left&display=inline&height=893&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=rt-studio%E6%96%B0%E5%BB%BAlora-radio%E5%B7%A5%E7%A8%8B%20art-pi%20v2.gif&originHeight=893&originWidth=1666&size=4250870&status=done&style=none&width=1666)
## 2.2 配置lora-radio-driver软件包 lora-radio-driver已适配ART-Pi与LRS007,可根据实际需要,直接勾选lora-radio-driver软件包对应的功能配置。具体实现原理也可以查看lora-radio-driver的配置文件Kconfig - [https://github.com/RT-Thread/packages/tree/master/peripherals/lora_radio_driver](https://github.com/RT-Thread/packages/tree/master/peripherals/lora_radio_driver) 首先使能lora-radio-driver软件包,点击Studio工程左侧"RT-Thread Settings",勾选"软件包"->"peripheral libraries and drivers"->"lora_radio_driver"。
或者 在“软件包中心”点击“立即添加”,搜索lora关键字,选择“lora_radio_driver”——>“添加”
![image07.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/7ceae4a6fb74720e6456787c0b748338.png)
lora-radio-driver整体使用方式如下图所示
![lora-radio-driver软件包使用说明art-pi v3.gif](https://cdn.nlark.com/yuque/0/2020/gif/253586/1607745296865-6347202c-936a-4204-bfb0-2cc9c1de3890.gif#align=left&display=inline&height=936&margin=%5Bobject%20Object%5D&name=lora-radio-driver%E8%BD%AF%E4%BB%B6%E5%8C%85%E4%BD%BF%E7%94%A8%E8%AF%B4%E6%98%8Eart-pi%20v3.gif&originHeight=936&originWidth=1830&size=3898332&status=done&style=none&width=1830)
### 2.2.1 在[lora-radio-driver软件包]配置LoRa模块关联的GPIO口 在“lora_radio_drier”软件包中,可根据实际需要选择LRS007的RF通道(RF_A或者RF_B),然后配置APT-Pi与LRS007上LoRa模块实际工作所关联的GPIO口。 > PS:注意当前lora-radio-driver软件包当前只支持单实例(单通道)
#### 2.2.1.1 选用ART-Pi与LRS007的RF_A通道 若LRS007 RF_A通道M5位号贴装LSD4RF-2R717N40[SX1268],RF_A使用了SPI2,M5接口电路如下所示
![image09.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/c8ccec6d832a124a863a84d339b54c63.png)
lora-radio-driver软件包Kconfig配置实现,如下所示
![image10.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/d6a12efdda43687df9abad8118779617.png)
#### 2.2.1.2 选用ART-Pi与LRS007的RF_B通道 若LRS007 RF_B通道M6位号贴装LSD4RF-2R717N40[SX1268](出厂默认),RF_B使用了SPI4,M6接口电路如下所示
![image11.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/5cff42586c53efdd9677faa95f5a5286.png)
lora-radio-driver软件包Kconfig配置实现,如下所示
![image12.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/7ef616b4a80cbfabe95dd484c3e0a1c9.png)
### 2.2.2 在[Hardware Drivers Config]配置LoRa模块所使用的SPI外设
#### 2.2.2.1 Kconfig使能SPI外设 在完成上述“2.2.1”操作后,在ART-Pi硬件平台,RT-Thread Studio会根据lora-radio-driver软件包的Kconfig文件,自动使能LoRa模块所使用的SPI外设. 注意因为.config文件会保存上一次的值,如果是从已生效的配置切换为其他LoRa模块,则需要先删除.config的配置项"LORA_RADIO_SPI_SETUP",或者直接手动设置,比如“Setup LoRa Radio Spi Name” 由 spi2 修改为 spi4。
lora-radio-driver软件包的Kconfig使能所使用SPI外设的语法,如下示例: ``` menuconfig LORA_RADIO_DRIVER_USING_TRAGET_BOARD_ART_PI_AND_LRS007_RF_A bool "APR-Pi [STM32H750XB] and LRS007 RF_A Channel" config LORA_RADIO_SPI_SETUP bool select BSP_USING_SPI select BSP_USING_SPI2 default y ``` 可以在RT-Thread Studio的“硬件” -> “Hardware Drivers Config”——> “On-chip Periopheral”——> “Enable SPI”进一步查看SPI是否正确打开
![image12.5.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/045fe1642968603791b440f177120da2.png)
注:
将lora radio driver软件包移植到新的硬件平台,则需根据实际情况,在board\\Kconfig增加实际LoRa模块所使用的SPI外设,然后手动勾选。
board\\Kconfig中使能SPI外设语法,如下所示 ```c menuconfig BSP_USING_SPI bool "Enable SPI" default n select RT_USING_SPI if BSP_USING_SPI config BSP_USING_SPI1 bool "Enable SPI1" default n config BSP_USING_SPI2 bool "Enable SPI2" default n config BSP_USING_SPI4 bool "Enable SPI4" default n endif ```
#### 2.2.2.2 使用STM32CubeMX配置SPI外设 点击\\board\\CubeMX_Config.ioc,根据实际使用的RF通道,使能对应的SPI外设。 - ART-Pi与LRS007的RF_A 通道使用SPI2 - ART-Pi与LRS007的RF_B 通道使用SPI4 ![image13.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/2c70e523b14643f921e8059f87f86953.png)
很重要的一步是手动更新 \\board\\board.c中的系统时钟配置函数system_clock_config(),如此处使能SPI2,因此需增加RCC_PERIPHCLK_SPI2初始化,如下所示 ```c void system_clock_config(int target_freq_mhz) { PeriphClkInitStruct.PeriphClockSelection = RCC_PERIPHCLK_LTDC|RCC_PERIPHCLK_USART3 |RCC_PERIPHCLK_UART4|RCC_PERIPHCLK_SPI4 |RCC_PERIPHCLK_SPI1|RCC_PERIPHCLK_SPI2|RCC_PERIPHCLK_SDMMC |RCC_PERIPHCLK_ADC|RCC_PERIPHCLK_USB |RCC_PERIPHCLK_FMC; } ```
### 2.2.3 定时服务 LoRa Radio Driver所需定时服务支持2种方式,分别是 - 基于RT-Thread内核RT_Tick - 基于multi-rtimer软件包 若使用multi-rtimer,则需要开启硬件RTC功能.
点击 ..\\project\\lrs007_lora_radio\\board\\CubeMX_Config\\CubeMX_Config.ioc,开启STM32CubeMX,然后使能RTC外设。
![image14.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/0a0200d485955f18d2905d08a0e457b3.png)
2.2.3.1 开启LSE支持
如果应用需要精确的ms级别的定时\\超时服务,需选择RTC的时钟源由外部低频晶振(LSE)来驱动。开启STM32CubeMX,使能RCC的LSE功能。 1. 使能LSE ![image15.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/9510e447d14dea7319434c0f0ca0b5c1.png) 2. RTC的时钟源选择为LSE ![image16.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/f963abd1850e4d25bb64e25dc7d61a1b.png)
将STM32CubeMX新生成的系统时钟配置(LSE关联部分)手动添加到project\\lrs007_lora_radio\\board.c\\system_clock_config()函数中 ```c void system_clock_config(int target_freq_mhz) { HAL_PWR_EnableBkUpAccess(); __HAL_RCC_LSEDRIVE_CONFIG(RCC_LSEDRIVE_LOW); // ... RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI48|RCC_OSCILLATORTYPE_HSE |RCC_OSCILLATORTYPE_LSE; RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON; RCC_OscInitStruct.LSEState = RCC_LSE_ON; //.... PeriphClkInitStruct.RTCClockSelection = RCC_RTCCLKSOURCE_LSE; if (HAL_RCCEx_PeriphCLKConfig(&PeriphClkInitStruct) != HAL_OK) { Error_Handler(); } } ```
# 3 基于MDK5的开发
## 3.1 新建MDK工程 1. 按照"2.1"章节新建一个示例工程 ,该示例工程包含了MDK的工程。
1. 点击新建工程目录下mklinks.bat 或者以管理员权限打开 windows 命令行 ,执行 mklink 命令,分别为 `rt-thread` 及 `libraries` 文件创建符号链接 ``` mklink /D rt-thread ..\..\rt-thread mklink /D libraries ..\..\libraries ```
### 3.1.1 配置MDK的APT-Pi下载算法 首次使用MDK,需要将sdk-bsp-stm32h750-realthread-artpi\\debug\\flm\\ART-Pi_W25Q64.FLM复制到MDK本地安装目录\\ARM\\Flash下。
![image17.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/0f30cc18d593ec6da3f583288e0b0703.png)
连接APT-Pi后,“Debug”选择“ST-Link Debugger”,自动识别出下载算法。
![image18.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/df550705aff65975b9a38b4f910697a5.png)
![image18.5.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/f9796aec5b44d1861e3adcaf51cd3391.png)
## 3.2 配置lora-radio-driver软件包
使用 ENV 工具,使能"RT-Thread online packages "->"peripheral libraries and drivers"->"lora_radio_driver",根据实际需要配置lora-radio-driver软件包,然后保存退出。
![image19.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/c85912c24763211eb47d421c3a76c0d4.png)
使用 ENV 工具执行 scons --target=mdk5即可
# 4 LoRa-Radio-Driver软件包测试 使用lora-radio-driver自带的shell命令示例代码可以进行lora模块的功能测试与验证、空口数据抓包(监听)等。
在“lora-radio-driver”软件包中使能"Enable LoRa Radio Test Shell",编译后下载到APT-Pi。
![image20.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/ee22e4114d31f205f699e9e64d653407.png)
LoRa点对点通信测试至少需要准备两个LoRa设备(一个作为主机(master),另外一个作为从机(slaver))。
lora-radio-driver自带的shell命令测试示例,如下图(lora-radio-llcc68-1268-v12-r.gif)所示。
## 4.1 测试Case1 默认配置 默认配置指的是不使能“Enable LoRa Radio Debug”、同时只使用rt_kprintf,未使能ulog日志输出的情况。
在msh输入lora probe,检测lora设备是否成功挂载并且SPI访问正常。
![image21.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/2fdb437efc16b4f233234273d5f45bfe.png)
在从机侧msh输入lora ping -s,从机进入lora接收模式。 ``` msh >lora ping -s Slaver Address(SA):[0x1020304] Stay to Rx Continuous with freq=470300000, SF=7, CR=1, BW=0 ``` 在主机侧msh输入lora ping -m,开启lora双向通信测试.默认通信次数为10次ping pong测试,ping测试完成后,主机侧会输出本次测试结果。
可以在 lora ping -m命令后面设定测试次数,如lora ping -m 1000,设置测试次数为1000次
![image22.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/965137dc5b061909c6368fbb0f5ccc8a.png)
## 4.2 测试Case2 使能详细日志输出 使能“Enable LoRa Radio Debug”,根据需要勾选所需日志输出(spi访问、lora芯片驱动、radio上层驱动等)
![image23.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/3a9341e4f32bc4eb2ea285f58885d3e4.png)
在msh输入lora probe,检测lora设备是否成功挂载并且SPI访问正常。
![image24.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/f4f17e57605c21e7db7be596367d059a.png)
在从机侧msh输入lora ping -s,从机进入lora接收模式。
在主机侧msh输入lora ping -m,开始lora双向通信测试,此时会看到增加了phy等日志信息的输出
![image25.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/28cc54f6c43d45c78ee47d38d7fac471.png)
## 4.3 测试Case3 开启ulog日志功能 在4.2的基础上,进一步设置“组件”——>“工具”——>勾选“使能ulog”——>并勾选“使能ISR日志”,
“日志最的最大宽度”根据RAM情况实际设置,这里建议设置为384,保证较长的日志输出完整。
![image26.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/b12d1fe3cd4ce054811423ae848474c2.png)
在msh输入lora probe,检测lora设备是否成功挂载并且SPI访问正常。
![image27.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/f7f4e404781e872b197b63a7db04c15e.png)
在从机侧msh输入lora ping -s,从机进入lora接收模式。
在主机侧msh输入lora ping -m,开始lora双向通信测试,此时会看到进一步增加了ulog携带的日志信息的输出
![image28.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/631b161fb1fd3eac871dcac52cb71249.png)
# 5 注意事项 1. 使用RT-Thread Studio或者MDK下使用EVN工具,执行从一个LoRa模块切换到另外一个LoRa模块的时候(比如此处希望从LRS007 RF_B切换到LRS007 RF_A),可能会出现LoRa模块pin引脚号没有正确配置(使用的是之前的配置)的情况,解决方式: 1. 首先取消勾选所有LoRa模块选项并保存(以清除本地已有的配置信息.config,也可以手动删除.config已有的LoRa模块引脚定义) 1. 然后再次进入"Select Supported Target Board",并选择目标LoRa模块 ![rt-studio或者env切换模块说明29.gif](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/0374c88d88f215be3d1b9b20f4084689.gif) 2. 使用MDK出现"Can't open file "rt-thread/kconfig"错误 原因:因为没有为 `rt-thread` 及 `libraries` 文件创建符号链接
解决方式:可参考“3.1 新建MDK工程”中创建符号链接。
![image30.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20210203/6b7a8d840cdb9a14c59e038a07cf22e0.png)
# 6 参考 - RT-Thread仓库 - [https://github.com/RT-Thread/rt-thread](https://github.com/RT-Thread/rt-thread) - lora-radio-driver软件包 - 《LoRa-Radio-Driver软件包使用说明》 - [https://github.com/Forest-Rain/lora-radio-driver/tree/master/doc](https://github.com/Forest-Rain/lora-radio-driver/tree/master/doc) - multi-rtimer软件包 - 《multi-rtimer软件包使用说明》 - [https://github.com/Forest-Rain/multi-rtimer/tree/master/doc](https://github.com/Forest-Rain/multi-rtimer/tree/master/doc)
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