「案例分享」物聯(lián)網(wǎng)模塊開發(fā)——基于iMX6Ull開發(fā)板（上）

Tronlong--

前 言

本文檔主要介紹基于iMX6ULL開發(fā)板分享物聯(lián)網(wǎng)模塊開發(fā)案例，其中內(nèi)容包括SDIO WIFI模塊測(cè)試、STA模式測(cè)試、NB-IoT模塊測(cè)試、Zigbee模塊測(cè)試、LoRa模塊測(cè)試和4G模塊測(cè)試由于篇幅過長(zhǎng)，案例分為上下兩部分，歡迎各位感興趣的用戶查看更多。

適用開發(fā)環(huán)境：

Windows開發(fā)環(huán)境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

虛擬機(jī)：VMware15.1.0

Linux開發(fā)環(huán)境：Ubuntu18.04.4 64bit

U-Boot：U-Boot-2020.04

Kernel：Linux-5.4.70

Linux SDK：5.4.70_2.3.0

本案例測(cè)試板卡為創(chuàng)龍科技的TLIMX6U-EVM，它是一款基于NXP i.MX 6ULL的ARM Cortex-A7高性能低功耗處理器設(shè)計(jì)的評(píng)估板，由核心板和評(píng)估底板組成。核心板經(jīng)過專業(yè)的PCB Layout和高低溫測(cè)試驗(yàn)證，穩(wěn)定可靠，可滿足各種工業(yè)應(yīng)用環(huán)境。         

評(píng)估板接口資源豐富，引出雙路網(wǎng)口、雙路RS485、雙路CAN、三路USB、多路DI/DO、LCD等接口，板載WIFI、Bluetooth模塊，支持LoRa、NB-IoT、Zigbee、4G模塊，可選配外殼直接應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

無特殊說明情況下，默認(rèn)使用USB TO UART1作為調(diào)試串口，使用Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡（SD啟動(dòng)模式）啟動(dòng)系統(tǒng)，通過路由器與PC機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接。

SDIO WIFI模塊測(cè)試

本案例使用SDIO WIFI模塊型號(hào)為：RTL8189，請(qǐng)將SDIO WIFI模塊插至評(píng)估板SDIO接口，如下圖所示。

                    

圖 1

SDIO WIFI模塊支持STA和AP模式，具體說明如下：

• STA模式：在STA工作模式下，WIFI模塊可接收來自無線路由器發(fā)出的信號(hào)，實(shí)現(xiàn)通過路由器連接互聯(lián)網(wǎng)。
• AP模式：在AP工作模式下，WIFI模塊會(huì)創(chuàng)建一個(gè)無線局域網(wǎng)熱點(diǎn)，手機(jī)、電腦等設(shè)備可通過此熱點(diǎn)組建局域網(wǎng)。
  
  

本案例測(cè)試程序位于產(chǎn)品資料“4-軟件資料\Demo\module-demos\sdio_wifi_test\”目錄下，具體說明如下。

表 1

               

請(qǐng)將bin目錄下所有文件和driver目錄下8189fs.ko驅(qū)動(dòng)文件拷貝至評(píng)估板文件系統(tǒng)任意相同路徑下，并將SDIO WIFI模塊正確連接至評(píng)估板SDIO接口。由于SDIO接口與Micro SD接口存在引腳復(fù)用關(guān)系，因此請(qǐng)務(wù)必將Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡從評(píng)估板Micro SD卡槽中取出。將評(píng)估板啟動(dòng)方式選擇撥碼開關(guān)撥為011000(1~6)，此檔位為NAND FLASH啟動(dòng)模式。

STA模式測(cè)試

進(jìn)入評(píng)估板文件系統(tǒng)，在SDIO WIFI模塊驅(qū)動(dòng)8189fs.ko所在路徑下，執(zhí)行如下命令加載驅(qū)動(dòng)。

Target# insmod 8189fs.ko

                    

圖 2

                    

圖 3

執(zhí)行如下命令關(guān)閉其他網(wǎng)絡(luò)和wpa_supplicant進(jìn)程，僅保留WIFI網(wǎng)絡(luò)。

Target# ifconfig eth0 down

Target# ifconfig eth1 down

Target# killall -9 wpa_supplicant

Target# ifconfig wlan0 up

Target# ifconfig

               

圖 4

在wifi_setup.sh文件所在路徑下執(zhí)行如下命令，將評(píng)估板通過WIFI模塊連接至路由器。"-i"指定WIFI名稱，"-p"指定WIFI密碼，請(qǐng)根據(jù)實(shí)際情況修改。

Target# ./wifi_setup.sh -i Tronlong-test -p omapl138

                    

圖 5

執(zhí)行如下命令查看獲取的IP地址，并通過ping命令測(cè)試評(píng)估板與PC機(jī)通信是否正常。192.168.1.100為PC機(jī)實(shí)際IP地址，請(qǐng)確保評(píng)估板與PC機(jī)在同一局域網(wǎng)內(nèi)。

Target# ifconfig

Target# ping 192.168.1.100

                    

圖 6

在評(píng)估板文件系統(tǒng)執(zhí)行如下命令，查看評(píng)估板IP地址，使用Iperf3工具測(cè)試評(píng)估板與PC機(jī)的網(wǎng)絡(luò)通信帶寬。

Target# ifconfig

Target# iperf3 -s

                 

圖 7

在Ubuntu系統(tǒng)執(zhí)行如下命令測(cè)試網(wǎng)絡(luò)通信帶寬，192.168.1.103為評(píng)估板實(shí)際IP地址。測(cè)試完成后，Ubuntu和評(píng)估板均會(huì)打印測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響，僅供參考。

Host# iperf3 -c 192.168.1.103 -i 1

                    

圖 8

                    

圖 9

AP模式測(cè)試

請(qǐng)重啟評(píng)估板系統(tǒng)，在SDIO WIFI模塊驅(qū)動(dòng)8189fs.ko所在路徑下執(zhí)行如下命令加載驅(qū)動(dòng)。

Target# insmod 8189fs.ko

                 

圖 10

                    

圖 11

執(zhí)行如下命令關(guān)閉其他網(wǎng)絡(luò)和wpa_supplicant進(jìn)程，僅保留WIFI網(wǎng)絡(luò)。

Target# ifconfig eth0 down

Target# ifconfig eth1 down

Target# killall -9 wpa_supplicant

Target# ifconfig wlan0 up

Target# ifconfig

                  

圖 12

在ap_setup.sh文件所在路徑下執(zhí)行如下命令，將SDIO WIFI模塊設(shè)置為AP模式。

Target# ./ap_setup.sh

                  

圖 13

如啟動(dòng)AP功能過程中，出現(xiàn)如下問題，是由于random熵不夠引起，需重啟評(píng)估板，執(zhí)行如下命令更換熵池，再重新測(cè)試。

Target# mv /dev/random /dev/random_ori

Target# ln -s /dev/urandom /dev/random

                  

圖 14

                    

圖 15

程序默認(rèn)設(shè)置的WIFI名稱為：rtl8188fs，密碼為：88888888，可在rtl_hostapd_2G.conf配置文件內(nèi)進(jìn)行修改。

將具有WIFI功能的PC機(jī)（比如筆記本電腦或裝有USB WIFI的臺(tái)式電腦）連接至此無線局域網(wǎng)熱點(diǎn)，并斷開已有的有線網(wǎng)絡(luò)連接。連接成功后，串口調(diào)試終端將會(huì)打印如下信息，顯示Ubuntu已分配的IP地址。如使用虛擬機(jī) + Ubuntu的開發(fā)方式，將會(huì)獲取到兩個(gè)IP地址，其中一個(gè)為Windows端IP地址，一個(gè)為Ubuntu端IP地址。

                    

圖 16

執(zhí)行如下命令測(cè)試無線局域網(wǎng)設(shè)備之間網(wǎng)絡(luò)連接是否正常。若出現(xiàn)連接超時(shí)或失敗，可嘗試關(guān)閉PC機(jī)防火墻后再次連接。

Target# ping 192.168.0.21 //192.168.0.21為Ubuntu端IP地址

               

圖 17

在評(píng)估板文件系統(tǒng)執(zhí)行如下命令，查看評(píng)估板IP地址并等待PC機(jī)連接。

Target# ifconfig

Target# iperf3 -s                  

圖 18

在Ubuntu系統(tǒng)執(zhí)行如下命令測(cè)試網(wǎng)絡(luò)通信帶寬，192.168.0.1為評(píng)估板實(shí)際IP地址。測(cè)試完成后，Ubuntu和評(píng)估板均會(huì)打印測(cè)試結(jié)果。測(cè)試結(jié)果受網(wǎng)絡(luò)環(huán)境影響，僅供參考。

Host# iperf3 -c 192.168.0.1 -i 1

                 

圖 19

                    

圖 20

測(cè)試完成，請(qǐng)將評(píng)估板斷電，拔出SDIO WIFI模塊，將Linux系統(tǒng)啟動(dòng)卡插入Micro SD卡槽，啟動(dòng)方式選擇撥碼開關(guān)撥為010100(1~6) SD啟動(dòng)模式。

SDIO WIFI驅(qū)動(dòng)編譯

請(qǐng)將案例src目錄下的驅(qū)動(dòng)源碼rtl8189FS.tar.gz拷貝至Ubuntu工作目錄下，執(zhí)行如下命令將源碼壓縮包解壓至該目錄下。

Host# tar -xf rtl8189FS.tar.gz

                    

圖 21

執(zhí)行如下命令，進(jìn)入驅(qū)動(dòng)源碼目錄，修改頂層Makefile文件

Host# cd rtl8189FS/

Host# vim Makefile

               

圖 22

Makefile文件內(nèi)容請(qǐng)按如下說明進(jìn)行修改。

KSRC = /home/tronlong/IMX6/Kernel/Linux-5.4.70 //指定內(nèi)核源碼實(shí)際路徑

               

圖 23

在驅(qū)動(dòng)源碼所在路徑執(zhí)行如下命令，使能SDK環(huán)境變量并編譯SDIO WIFI驅(qū)動(dòng)。

Host# source /home/tronlong/SDK/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-poky-linux-gnueabi

Host# make

                    

圖 24

                    

圖 25

編譯完成后，即可在當(dāng)前路徑下生成驅(qū)動(dòng)鏡像。