物联网的任意门——WRTnode2R 评测

前言

现在正闹得沸沸扬扬的物联网造就了一大批相关的硬件产品，WRTnode 就是其中的一员。WRTnode 是MTK MT7688AN 核心 + STM32F103 MCU，运行 OpenWrt + RT-Thread 双系统的为Wi-Fi I.o.T设计的开源硬件系列。WRTnode2R 则是在第一代基础上做了改良而升级的二代产品。

话说刚看到 WRTnode2R 的时候，我觉得没什么了不起，不就是一个跑着 OpenWrt 系统的路由器嘛，市面上好多路由器都可以刷呢。再多了解了一下才发现没这么简单。作为商品化的路由器肯定要将利润最大化，控制成本，所以硬件都是最低要求，像 FLASH，RAM 什么的，比如 TP703n 4M FLASH 32M RAM，想要装点软件都不够，相比之下 WRTnode2R 的 32M FLASH 256M RAM 简直是土豪级别!再说硬件控制最有用的 GPIO，大部分路由器只有可怜的几个可引出的 GPIO，还需要找元件焊点引出，不稳定又不方便，还可能影响功能，而 WRTnode2R 提供近 50 个 GPIO 给你随便玩，随意做爱做的事!再有，即使路由器突破官方限制刷上了 OpenWrt 系统，OpenWrt 系统毕竟不是实时系统，硬件控制上有一定短板，然而罗未早已看穿，已为 WRTnode2R准备了 OpenWrt + RT-Thread 双系统，让 WRTnode2R 在享受 Linux 环境下的丰富软件的同时，又拥有实时控制的能力。

可以看出，对于物联网的“物”、“联”、“网”这三部分 WRTnode2R 都有能力胜任：

物——GPIO 及实时系统可以对终端器件进行控制及对传感器进行读取

联——WIFI 及网络功能可以让物和网联结起来，是门，是入口

网——即云端，本身的 Linux 系统可以作为服务器使用，提供云端功能

因此，WRTnode2R 在物联网的项目里可以自由担任各个角色，犹如机器猫的任意门，随意穿梭于物联网的各处。

开箱

出乎意料，WRTnode2R 竟然没有包装盒!而是很纯朴的麻布袋子的包装，非常有个性，很有“创客感”。不过我觉得这个是巴蜀一带的一个传统的特色吧，想起曾经去过成都入住的就是一个叫“布衣客栈”的地方。

打开后有泡沫软垫及泡泡膜袋子包装保护，取出后就是两样东西：核心板和底板。核心板长得像内存条一样，用的标准 miniPCI 接口，这也是很有特色的一个设计，我第一次见过。这样的设计使得在底板上的插拨很容易，又方便嵌入产品中使用。不像使用排针的插接方式，一来插拨困难，二来容易把针脚弄弯。

上电

开箱后迫不及待地上电看看效果，三个蓝灯好刺眼。后续咱来研究 LED 的开关控制，别被闪瞎眼。

参数

在继续研究之前，先了解一下板子的参数吧。这些数据自然是官方文档给的最准确了，摘录如下：

硬件

· CPU

o MTK MT7688AN mips24k

o 主频580M

· DDR2 256MB RAM; NOR FLASH 32MB ROM

· MCU

o STM32F103T8U6、5*12位AD、26*GPIO

o 10*PWM@36MHz、CAN、3个定时器

· 5个百兆网口，支持Wi-Fi 802.11n 150Mbps

· 支持PCI-e X1、USB 2.0 HOST、2*UART

· SPI master/slave

· SD-XC接口，可外接micro-SD卡

· 4*PWM + 10*PWM(由MT7688与STM32F103分别支持)

· I2S (192K/24bit)

· 46*GPIO(由MT7688与STM32F103分别支持)

· 尺寸 60*29mm

· 使用标准miniPCI接口封装，利于整合到产品中

软件

· 基于OpenWrt CC 15.05版本

o 默认网段改为192.168.8.1

o 添加wwan，端口为apcli0，并附加WRTnode系列无线管理工具：aps/vw/ia，以管理无线上联

o 添加MTK原厂驱动ralink-wifi 、ralink-ralink-mt76x8，并适配OpenWrt CC版本

o 增加WRTnode Package feeds

o 添加WRTnode2P设备(dts及相关配置)，更新spi驱动

o 增加STM32 flash在线烧写stm32芯片，spi-bridge在线控制stm32芯片。

· MCU采用RT-Thread v2.1.0 beta版本

o 移植Maple代码，以兼容ArduinoAPI

o 提供通过OpenWrt在线烧写STM32固件的bootloader

核心板引脚定义

高清大图参考：http://wiki.wrtnode.cc/images/a/ab/2Rpinmap.jpg

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底板针脚定义

高清大图参考：http://wiki.wrtnode.cc/images/1/15/2RSHLDPINMAP.jpg

网络及计算能力测评

参考官方 wiki：链接。

物联网之联——基础控制及联网测试

通过 WIFI 连接 WRTnode2R

搜索无线网络，找到 WRTnode2R 的 WIFI：

输入默认密码 12345678 就可以登录了：

登录 WRTnode2R web 控制台

上一步查看网关信息 192.168.8.1，可以在浏览器中访问它，进入 web 控制台：

通过 telnet 访问 WRTnode2R 控制台

同样，网关地址直接 telnet 可以进入系统：

通过串口访问 WRTnode2R 控制台

还需要了解串口的访问，救砖的时候用得着。

使用 usb 转 ttl 线，交叉连接 tx 和 rx，共地连接串口：

设置如下图，即可访问：

串口通信

在 OpenWRT 系统下，访问 ttyS0 即是对串口的访问：

设置 WRTnode2R 连接 WIFI

使用 aps 扫描无线网络，使用 setwifi 命令连接 wifi：

设置 WRTnode2R 的端口映射

这样就可以让电脑通过路由器来访问 WRTnode2R，而不需要连接到 WRTnode2R 的网络上来访问它了：

路由器上查看 WRTnode2R 的 IP

路由器的操作因人而异，这里是 TP-LINK 的控制台示例：

通过路由器远程连接 WRTnode2R

通过上述找到 WRTnode2R 在路由器上分配的 IP(可以设置为静态地址，从而不用每次再去路由上找地址了)，使用 SSH 工具如 SecureCRT SSH 登录 WRTnode2R：

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Telnet 控制台进行 LED 开关控制

是时候来操作 LED 了，关闭它，护眼啊：

Web 控制台进行LED 开关控制

另一种关闭方式，并且上一种方式只是临时的，重启会失效，这里的操作是永久的：

关完灯的效果

物联网之物——输入输出控制测试

RT-Thread 系统升级

更新的系统有更多的功能，用如下的命令来对 stm 固件进行更新，即 RT-Thread 系统的升级：

可以看看升级前后的功能区别，这是升级前的功能：

这是升级后的功能，多了 PWM 输出和模拟输入的功能：

GPIO 数字输出

使用 spi-bridge 工具操作，命令与 arduino 一样，是不是非常熟悉：

输出高电平效果：

输出低电平效果：

GPIO 数字输入

电路如下，接口分别接 GND 和 3.3V 进行测试：

数字输入的读取效果：

GPIO 模拟输入

测试电路如下，用电位器来分压做输入测试：

电位器从一端慢慢拧转到另一端时，循环读取模拟输入的结果如下(同时可以看到 Linux 系统与 RT-Thread 系统相结合的使用方法)：

GPIO PWM 输出

如下语句三次输出 PWM 占空比为 0，50% 及 100%：

测试效果如下三个照片：

物联网之网——云端服务测试

软件安装

Opkg update：

 

文件系统工具安装：

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vsftpd 服务安装：

 

FTP 测试

Vsftpd 的配置文件，启动停止命令，进程信息及监听端口：

Windows 下远程登录 FTP 的效果：

视频传输测试

将 USB 摄像头接到 USB 接口，执行如下命令后，可以用浏览器来查看摄像头的视频流，如下参数配置的视频播放过程很流畅，没有一点卡顿：

看看广角摄像头：

来一个纵深递归截图：

来点角度，差之毫厘谬以千里，友谊的小船说翻就翻了：

TF 卡访问测试

WRTnode2R 底板有一个 TF 卡槽，自然是极有用的，可以扩大存储空间，解决系统存储空间过小的问题。

找一个 TF 卡来测试一下：

TF 卡格式不对的时候，在系统中识别不出来：

需要将卡格式化为 ext3 格式，拿个读卡器接 USB 口可以识别出来：

识别出 sda 设备，用前面安装的磁盘工具将其格式化为 ext3 格式：

这时候可以来做一下 U 盘的 mount 实验：

再将 TF 卡插入卡槽，即可看到识别到 mmcblk0 的 TF 卡设备了：

可以用 mount 命令把 TF 卡设备挂载到系统中，也可以使用 web 控制台操作哦，更直观：

HTTP Web 测试

WRTnode2R 已有 uhttpd 服务安装好，它的 web 控制台 luci 就是运行于其中的，直接拿来运行我们自己的页面就可以啦。

在 windows 下写一个简单页面，通过 FTP 上传到 WRTnode2R 上：

测试的时候顺便测试 tf 卡了，做了一个软链接，把 tf 卡的目录链接到 www 目录下，这样有超大的空间随意使用：

将前面写好的 index.htm 放到 www 目录的子目录下(软链接的目录也同等对待)，便可以在 windows 机器上远程访问“云”端的页面了：

HTTP Web 开关实验

只用 WRTnode2R 来显示个页面?太大材小用了!必须拿来点灯嘛!

步骤一：编辑一个 html 文件，放在 /www/lefonoff 目录下：

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步骤二：就地取材，用 shell 脚本来当 cgi：

步骤三：访问页面，控制 LED：

HTTP Web PWM 调光实验

那么同样的，可以做 PWM 远程调光哦，很酷吧。

步骤一：编辑 html 文件放在 /www/ledpwm 目录下：

步骤二：写一个 cgi 脚本，这个脚本比 onoff 实验看起来简单多了是因为 html 文件中的调用方式不同：

步骤三：访问 web 页面：

HTTP Web 数据接口

云端的一个很有用的功能是接收和保存传感器数据。提供一个 web 接口，由远程的客户端访问接口，把数据存储在云端。现在我们就来做一个简单的实验。

步骤一：编辑 html 文件放在 /www/log_data 目录。显示数据用的 show_data.html，其实如果不需要在页面上显示数据这一步就可以略过了：

步骤二：编辑一个 CGI 脚本记录数据，这里简单的记录在一个文本文件中，复杂的可以操作数据库，同理从略：

若要 web 展示数据，这也有一个展示数据用的脚本示例：

步骤三：记录数据：访问记录数据的 CGI，使用 GET 方式传送数据。实际使用的时候传感器等通过 http 客户端来访问，这里测试就编辑地址栏的参数弄一些数据测试：

步骤四：展示数据：

总结

1. WRTnode2R 集成 OpenWrt 和 RT-Thread 双系统，既享受了 Linux 的丰富软件，又拥有实时系统的控制能力

2. 通过 spi-bridge 使两个系统无缝地配合

3. 使用 arduino 兼容的 API 来操作 GPIO，操作直观，入门快

4. 以上三个特征使得开发应用非常简单，缩短开发时间

5. 5个百兆网口，支持Wi-Fi 802.11n，5*12位AD、14路原生 PWM 及近50个 GPIO，加上双系统，使得WRTnode2R 在物联网应用上非常灵活

6. 使用标准miniPCI接口封装，利于整合到产品中

参考资料

1. WRTnode2R 官网：http://www.wrtnode.cc/html/hardware_2.html#wrtnode2r

2. WRTnode2R 官方 wiki：http://wiki.wrtnode.cc/index.php?title=WRTnode2%E7%B3%BB%E5%88%97

3. OpenWrt 官网：https://openwrt.org

 

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