nrf9160開機測試(做主控)——連接nrfcloud雲


由於作者水平有限,如有披漏歡迎指正。

測試流程:

1、前期開發准備(硬件)

2、開發環境准備(軟件)

3、連接雲

4、GPS測試

一、前期開發准備:

  1. nrf9160-DK版
  2. nRF Connect for Desktop(桌面版)
  3. NCS(官方最新開發SDK,筆者寫這篇博客時更新到NCS1.9)
  4. 一張新的移動物聯網卡(特別注意這一點,如果你使用電信的物聯網卡無法聯網,走不通,那么就換為移動的,筆者在測試時電信的沒有成功,后采用移動物聯網卡。還一點是要是激活的物聯網卡,購買時讓移動公司進行激活,因為設備會進行綁定,如果需要遷移到其余設備,需要去找移動客服進行解綁)。

特別注意:用官方DK開發板進行前期開發,nrf9160-DK版的版本不要太老,至少0.9版本以上。否則是連接不上的。如何查看版本:在DK板上有這樣一張標簽,如左圖紅色框柱的就是DK版版本為0.8.5,低於0.9的都不建議用。本次筆者選擇的進行DK版為1.0.1版本。


二、開發環境准備

相關開發環境搭建在嗶哩嗶哩上、優酷有官方視頻可以進行學習,直接搜索nordic半導體,但是對於連接雲的官方教學視頻比較老,有些地方存在變動。更加詳細的也可以參看官方指導文檔進行,下面是官方的文檔連接:

Getting started with nRF9160 DK — nRF Connect SDK 1.9.99 documentation

2.1、nRF Connect安裝——用於下載固件和調試

有了DK板后,先去官網下載nRF Connect for Desktop(桌面版),進行安裝,下載鏈接如下:nRF Connect for Desktop - nordicsemi.com,(或者輸入www.nordicsemi.com官網地址,在搜索選項中輸入nRF Connect for Desktop進行跳轉),下拉網頁后選擇Downloads,選擇最新版然后點擊.exe文件進行下載,下載后直接點擊安裝即可。(如下圖)

安裝好后,打開nrf connect桌面版,安裝下圖兩個軟件(由於我已經安裝過,所以為Open選項)

 2.2、IDE安裝

在這用到兩種開發環境,一是SES IDE、二是VS code,下面分開來講解,值得注意的是在V2.0開始的NCS已經不在支持使用SES IDE,所以請優先選擇VS code

2.2.1、SES IDE

在新版的NCS中已經放入了SES的可執行文件,不用單獨去安裝SES,我們直接就可以用,使用方式直接打開NCS在其目錄下:v1.6.1\toolchain 有 SEGGER Embedded Studio.cmd直接就可以打開進行工程編輯

打開后即可選擇工程進行開發了,那這如何選擇我們工程,請看下圖:

 

 

 會打開如下界面,然后選擇工程與板子(芯片);即可進行編譯下載,或者進行開發了(在中文官方博客中也有相關剛更多的教程)

 

注:當然如果有需要使用的是SDK開發包,且要用到SES,可以接着看下面內容。否則請跳到2.2.3繼續

在官方的中文博客中有關於SES IDE的講解與安裝,連接如下:Nordic nRF51/nRF52開發環境搭建 - iini - 博客園 (cnblogs.com),可以進行參考,直接下載鏈接為:https://www.segger.com/downloads/embedded-studio,在安裝后需要進行激活(這是Segger公司為Nordic芯片量身打造的,對Nordic用戶來說,永久免費,所以激活很有必要),步驟如下:

第一步:cmd命令窗口輸入: Ipconfig /all 回車( ——>獲取IP)獲取你電腦的物理地址IP:

第二步:獲取了這個IP后,瀏覽器打開:https://license.segger.com/Nordic.cgi,把其放在MAC中,填寫相關內容,后獲取注冊碼(會收到一封郵件)

 第三步:打開ses IDE,選擇tool

 

 在選擇License Manager

 

 然后點擊:

 填入秘鑰:

 激活完畢,關閉重啟即可使用了。

2.2.2、VS cold安裝nrf開發插件

這個要注意版本,筆者使用的為1.66.1版本,或者在nordic官方網站上去下載,怎么下載和使用可以到嗶哩嗶哩或者優酷上搜索nordic半導體,有許多的官方關於VS code的講解視頻,可以去觀看,下面進行簡單操作講解。

 打開VS code然后直接搜索安裝插件即可:

安裝完成后重啟,如果在平時開發過程在右下角彈出警告提示,一般不要管或者直接點擊關閉,否則有些操作肯能導致NCS版本出錯,如果你不知道如何修改回來,那就麻煩了。 

1.3、下載NCS

可以直接參考這篇官方博客,進行下載

 開發你的第一個nRF Connect SDK(NCS)/Zephyr應用程序 - iini - 博客園 (cnblogs.com)

截圖如下:

 還可以在VS code中進行下:但是可能超級慢(這種方式前面提到的VS code教學視頻中也有講解,不了解的可以去觀看視頻)

到此開發准備已經完畢。

 

三、連接雲(nrf cloud)

3.1、modem固件下載

第一步先去官網上下載mfw_nrf9160的固件(這注意一下版本,固件版本和NCS版本是有對應的,官網下載固件處,點擊向下的箭頭直接查看適用於那個NCS版本),下載鏈接如下:

Compatible Downloads - nordicsemi.com

(或者在官網,搜索9160進入9160 DK,然后下拉網頁同樣找到如圖界面進行下載)。

 3.2、下載mfw_nrf9160固件到nrf9160

打開nrf connect 下的programmer軟件,進行固件下載:

第一步鏈接開發板和PC端,然后打開programmer軟件,鏈接開發板,然后擦除,在解壓剛剛下載的nrf9160dk_fw_2022-02-17_ec486dab.zip其中有一個mfw_nrf9160_1.3.1.zip固件直接拖到文件添加區,然后點擊write,進行燒寫。

 等待燒寫完成:

 這一步完成后我們就可以,打開SES或者VS code編譯NCS中的官方程序進行程序下載。

因為nordic會不間斷的更行nrf connect中的工具,有些時候更新后更改某些操作方式,如下是我更新版本后新的下載modem的方式,如果你發現和我的界面不一樣了了,你可以多點擊試試看,看能不能調出write:

3.3、APP編譯下載

3.3.1、工程創建編譯下載

利用SES或者VS code進行程序下載,打開VS code,按照如圖所示操作,選擇好先前下載NCS文件。

 如下為選擇的NCS和編譯工具鏈,1為下載好的NCS目錄,2為目錄中的工具鏈目錄toolchain,選擇好有如圖顯示即可,筆者使用了NCS1.9,其余版本同樣的選擇。選擇完畢不用其余操作。

 然后建立鏡像工程:流程如圖,

 在彈出的窗口中選擇如下工程:asset_tracker_v2並創建工程。

 

 建立后 有如圖所示項目:

 然后選擇板子:

 從而得到一個nrf9160的項目

 打開該項目的prj.conf文件加入一個宏定義,然后保存編譯下載,宏定義如下:

CONFIG_LTE_NETWORK_MODE_NBIOT_GPS=y

這里特別注意的是,如果有對配置文件(如prj.conf)進行更改,那么添加或者刪除,並保存后要選擇全編譯,否則工程配置時不會覆蓋的,如今進行修改了代碼那么普通編譯即可。

如圖在buil后有一個更新圖標,點擊它既進行全編譯。

 

3.3.2、下載出錯

有是后在下載時會出現如下的下載報錯,提示說west查錯失敗,要用west去復位擦除

 

這時請點擊flash后面的雙箭頭進行下載,會進行復位擦除操作,也是在芯片有擦除保護時的解決辦法。

 

3.4、nrf code證書獲取

nordic雲的證書獲取,在瀏覽器輸入一下網址:nRF Cloud,注冊一個nordic的雲,登錄后第一個界面為下圖所示,如果不是,請單擊右上角的三條橫桿選項,user account選項,進入

然后點擊:provision devices

進入界面點擊右上角設置圖標

 

 進入如下界面:輸入IMEI碼(要加上nrf-)和PIN碼(DK板白色標簽紙上可查看)

然后既可以得到一個證書文件:以.cert.json為后綴。

3.5、雲證書上傳

給9160提供訪問雲的CA證書,打開LTE Link,然后連接設備,插入SIM物聯網卡,輸入AT指令AT+CFUN=4點擊發送讓設備進入到離線模式,並用AT+CFUN?確認進入到離線模式(返回4)。

 然后點開如下的界面加載證書,等待正式上傳完畢,

 確定上傳完畢:

 然后可以斷電重啟一下。

3.6、nrf9160設備上網

1、經過上面步驟后:你會發現LED3有規律的閃爍,閃爍一樣看下圖,也可以直接查看官方文檔介紹(如果有APP更新,可能某些狀態進行了改變,需要直接去看對應版本的文檔),鏈接如下:

https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/nrf/applications/asset_tracker_v2/doc/ui_module.html#led-indication

 查看你的開發板LED3是否有雙脈沖閃爍現象,如果有那就可以在nrfcloud 上添加設備了。

3.7、設備上網問題解決:

(關於AT指令集,請在官網進行下載,在9160目錄下)

1.1、如果LED3沒有雙脈沖閃爍現象:那請注意輸入下列語句,並確認返回正確:

AT+CFUN=4  進入離線模式

AT%XSYSTEMMODE=0,1,0,0  //選擇NB網絡

AT+CEREG=5   //打開調整解調器

AT+CFUN=1  //開始聯網

 

1.2、如果還不行請查看你的網絡連接狀態:

AT+CGATT? 

//確定是否連接運營商網絡  0為沒連接  1為連接,如果沒連接需要和運營商確定SIM卡的網絡狀態。

 

1.3、其余情況可以根據報錯,到 Nordic DevZone (nordicsemi.com) 進行搜索

3.8、nrf cloud雲設備添加

打開nrf cloud點擊加號進行設備添加

 

 在點擊LTE Device后進入帶SIM卡號添加界面,如果你是在國內,那你不能使用和DK一起配套的SIM卡,因為該卡的網絡在國內沒有,只適合與歐洲或有相同網絡覆蓋的地區,因此也不需要添加激活官方的SIM卡,所以我們直接跳過,這一步已經在你購買移動物聯網卡並且激活SIM卡時代替了。

 

 在上報添加界面輸入對應的IMEI和PIN號

點擊添加設備會有一下界面,如果你的LED燈正確閃爍,那么你添加后等待一會會提示你添加設備成功。如果添加設備成功,但是沒有設備顯示,請從新刷新界面

這個過程中,如下報錯,說明你的設備並沒有連接到雲,需要從新確定前面步驟是否有錯。

 添加成功並 找到設備可以找到如下界面

 這時在LTE端也可以看到數據在上傳:

3.9、數據顯示 

在完成以上步驟后,雲端數據顯示如下:在右上角配置按鈕處可以配置你需要顯示哪些界面,如果沒有刷新出下面頁面你可能要翻一下牆。

四、GPS測試

如果需要測試GPS定位,請去到室外進行測試。                   

 

 注意事項:

# 研發生產測試方向
1、 預留好射頻測試的串口測試點作為串口 TX 和 RX 做 DTM 測試用,任意 GPIO 即可 (首推空引腳),方便研發調試或者方便和工裝對接
2、 開發調試的時候使用 Jlink 進行下載代碼和 Debug;工廠批量燒錄如下,主要是下載速 率和穩定性的問題,因為影響工廠生產效率
3、 芯片射頻匹配電路根據芯片型號和封裝和線路圖參考手冊上面的參數進行配置;射頻 走線為 50 歐姆,走線光滑過渡自然,背面等有完整的參考地面,走線附近多地孔 等;天線匹配根據實際天線設置匹配參數;研發階段射頻必須做頻偏校准,通過調節 高頻晶振負載電容控制 CH0 /CH19/CH39 通道的頻偏在 0KHz 附近,同時射頻區域和晶 振匹配電容的器件選用小封裝、高精度、低溫飄的器件,以保批量時候的產品一致性

 


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