STM32WB55评测 | DTM射频&ACI事件测试

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最新更新时间：2023-07-12

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在 WiFi6.0 (IEEEax) 引入1024QAM调制+下行 OFDMA+TWT+160MHz 带宽没多久，它的后辈WiFi7.0 (IEEE802.11be)带着 4096-QAM+320MHz 带宽+6GHz 汹汹而来，掀起新一轮物联网变革。同作为2.4G的无线技术标准，蓝牙同样日新月异，蓝牙5.0引入2M PHY+247B MTU，蓝牙5.1引入AoA/AoD天线I/Q角度定位，蓝牙5.2引入助听器深耘十年的针对LEAudio的LC3编码，蓝牙5.3引入增强GATT，最近的蓝牙5.4引入针对ESL电子价签的周期广播特性，每一个展开都是一个很大很有兴趣的话题，故市场除了单独的WiFi和Bluetooth芯片外，也出现很多WiFi+Bluetooth共存的SoC，STM32WB系列正式这样的新一代无线SoC。

于是，共享单车、扫码洗衣机、地铁室内地图、闸机、车钥匙等处处可见蓝牙踪影，蓝牙SIG也放出众多profile，如健康领域的心率、血氧、计步、血压等，服务领域的靠近、位置、时间、电量等，mesh的出现更是打破传统一对8的Piconet和Scatternet，引入Ad-Hoc泛路由和发布/订阅机制，使得物联网的广度又拓宽不少。

为何采用STM32WB55体验电力物联网应用？

做过工控的工程师，对STM32可谓如雷贯耳，涉足通用计算、工控、AI、MPU、安全等，无线产品 S TM32WB55 早在2019年深圳蓝牙亚洲大会就出现过。

作为电力行业工程师，近期研发项目与电力物联网行业高度相关。加之碳中和、绿色新能源、智能电网、电动汽车话题，各种AMI抄表计量表计、抄表终端等都国网标准设备要求蓝牙、红外、RS485、HPLC载波等通道进行本地维护，其中有些电力设备出于安全没有对外提供通信接口，此时通过蓝牙抄表、升级就派上用场。例如，近期开发的物联网表计，集计量、ESAM安全费控、存储、时钟、显示、通信等一身，走 DLT698.45 协议，通过蓝牙升级程序或者维护，方便调试和维护。本文即采用 STM32WB55 这款蓝牙板卡来体验它的蓝牙特性，移植IAP升级框架，体验它的速度，并抓包，再就是和现有Realtek或别的Nordic平台进行互操性、mesh性能体验。

DTM 射频 & ACI 事件测试

本期评测涉及到控制器的HCI指令、脚本、蓝牙协议栈、CW载波定频、信号噪声等，主要从ACI Utilities主从机测试、RF Test收发误码测试、Beacon无连接测试、脚本测试（下发HCI命令）一系列STM32CubeMonitor-RF射频集成工具集来展开，休絮赘言。

测试环境准备

STM32Cube系列工具功能齐全：

名称	功能
STM32CubeProgrammer	烧录器
STM32CubeMonitor	图形化低代码流程编辑器
STM32CubeMonitor-RF	射频测试
STM32CubeIDE 1.12.1	编辑器
STM32CubeMX	图形化代码生成器

由于本次评测要对其烧录透明模式HCI固件以及射频测试，因此软件环境STM32CubeProgrammer和STM32CubeMonitor-RF必须要先装上。硬件环境如下：

板子	编号	串口
P-Nucleo-WB55	MB1355C-02 Nucleo board	ST-Link Virtual COM
P-Nucleo-WB55	MB1293C-02 dongle	USB串口COM

▲ 图1 STM32WB55 Dongle和Nucleo board

装好后，STM32WB Nucleo Board要烧录透明模式固件，路径见STM32Cube_FW_WB_V1.16.0\Projects\P-NUCLEO-WB55.Nucleo\Applications \BLE\BLE_TransparentMode\Binary\BLE_TransparentMode_reference.hex；同理STM32WB Dongle也要烧录透明模式固件，路径见STM32Cube_FW_WB_V1.16.0\Projects\P-NUCLEO-WB55.USBDongle\Applications\BLE\BLE_TransparentModeVCP\Binary\BLE_TransparentModeVCP_reference.hex。由于STM32WB55 dongle没有引出Jlink ISP之类的接口，需要IAP烧录，具体是拔下掉电把SW2拨动开关打到boot0位置再插上，打开STM32CubeProgrammer，虽然有串口，但应切到USB，选择上述文件烧录即可；STM32WB55有板载ST-Link，烧录就简单很多，可以用前期的ST-link Utility或者后来替代者STM32CubeProgrammer来烧录，只需选择ST-Link连接方式，或者还可以工程烧录，见工程文件夹。

▲ 图2.1 STM32WB55 Nucleo board（MB1355C-02）烧录测试固件

▲ 图 2.2 STM32WB55 Dongle（MB1293C-02）烧录测试固件

打开STM32CubeMonitor-RF，可看到支持IEEE 802.15.4(ZigBee/Thread)、BLE，本文仅讨论BLE，点击BLE就行，进入后如果固件烧录不对连接时会报错“STM32Cube device under test not responding”：

▲ 图 3 STM32CubeMonitor-RF Lanuch Splash页面

STM32CubeMonitor-RF 工具

ACI Utilities主从机测试

1、广播测试

勾选Advertising，可以看到控制蓝牙控制器里的基带定频、MAC地址、广播通道参数等，保持默认，选好后点击START ADVERTISING，在手机ST BLE Toolbox里能看到dongle刚才的广播包，同样由于连接是空包，安卓端读不到属性数据库从而连接不上，iOS可以建立连接：

▲ 图4.1 广播测试

2、扫描测试

勾选Discover remote service，可以看到控制蓝牙控制器里的发射功率、MAC地址等，保持默认，选好后点击STCAN，开始捕捉ADV_REPORT事件，停止后可以在Select Device下拉框选中扫描到的设备连接，此处连接老是提示Could not connect peer错误，应该是server端拒绝了：

▲ 图4.2 扫描测试

RF Test收发误码测试

1、收发测试

▲ 图5 收发双方两个STM32CubeMonitor-RF操控界面

开启两个STM32CubeMonitor-RF，一个串口连上STM32WB55 dongle充当发方，一个串口连上STM32WB55 Nucleo board充当收方，然后默认配置点进去后先点收方的START RX按钮，然后再点发方的START TX按钮，结束后反过来先点发方的STOP TX，再点收方的STOP RX按钮，就能在上面呈现看到发包、收包统计数量：

▲ 图6 收发测试包统计

2、误码测试

▲ 图7 收发双方一个STM32CubeMonitor-RF显示误码率界面

结果跟刚才上面收发测试一样，也有0.81%的误码率，这个待追查。

Beacon无连接测试

iBeacon在几年前很流行，现在已经基本少见了，不妨填上最初微信退出的摇一摇周边UUID、Major、Minor:

UUID	Major	Minor
FDA50693A4E24FB1AFCFC6EB07647825	000A	0007

▲ 图8 ibeacon无连接包测试

脚本测试

▲ 图9 加载脚本文件执行命令

弄过BlueZ协议栈的应该对这个熟悉，主要是下发HCI命令给下层，比如OCF、OGF域设置，脚本命令首字母要大写，不然会报错，详细格式查看软件手册，详细指令查看Core Spec，比如设置设备名为“风云”，就可以填入“0709E9A38EE4BA91”（此处为小端存储）,效果见上图。

▲ 图10 脚本指令解析举例

脚本内容如下：

Send(HCI_RESET)
Wait(1000)
Send(ACI_HAL_SET_TX_POWER_LEVEL;0x00;0x1F)
Wait(1000)
Send(ACI_HAL_WRITE_CONFIG_DATA;0x00;0x06;0x665544332211)
Wait(1000)
Send(ACI_GATT_INIT)
Wait(1000)
Send(ACI_GAP_INIT;0x03;0x00;0x00)
Wait(1000)
Send(HCI_LE_READ_ADVERTISING_CHANNEL_TX_POWER;0x01;0x07;0x20;0x00)
Wait(1000)
Send(HCI_LE_SET_ADVERTISING_PARAMETERS;0x0800;0x0800;0x00;0x00;0x00;0x665544332211;0x01;0x00)
Wait(1000)
Send(ACI_GAP_SET_DISCOVERABLE;0x00;0x0080;0x00A0;0x00;0x00;0x07;0x91BAE48EA3E909;0x03;0x180d02;0x0000;0x0000)
Wait(1000)
Send(ACI_GAP_UPDATE_ADV_DATA;0x03;0x000A02)

来源：STM32论坛网友 MingXJ 版权归原作者所有

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