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Thread，低功耗无线网络新标准——NXP FRDM-KW24D512开发板评测

2016-6-16 11:20:28 5684 无线网络

0 依托于物联网，智能家居产业发展迅速，据预测，到2018年，将有228亿美金的市场规模，绝对是未来最具前景的产业之一。在这样一个大背景下，目前无论是上游的半导体商，还是中下游的产品方案设计商，都卯足了劲想在智能家居产业真正发展起来提前布局。要想深入智能家居产业，那我们不得不提到一个词——IoT（物联网），目前针对物联网的无线通信协议有好多种，主流的包括了WiFi、BLE、Zigbee等，其中WiFi 的功耗比较大，适合传输大量的数据；BLE功耗相对比较低，但能同时连接的设备有限；而Zigbee功耗低，可拓展的节点多，就目前而言，要作为家中多种电器的控制首选，Zigbee当仁不让，但也因各个厂商对Zigbee实现的方式不同，没有一个统一的标准，所以很难兼容不同厂商家的方案，可以说，瑜难掩瑕。而今天，爱板网要给大家推荐一个真正面向智能家居领域的网络协议标准——Thread，爱板网也拿到了可以支持Thread网络协议的硬件方案——由NXP提供的FRDM-KW24D512开发板。 0
2016-6-16 11:20:28　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 基于FRDM-KW24D512微控制器的参考设计 9 • 无线网络 4563 • 无线网络的标准有哪些 10069 • 无线网络原理与应用 197 • 无线网络如何组网无线网络的六种组网方式 10025 • 低功耗无线网络灯泡开发套件的功能演示 3068 • ZigBee® 无线网络概述 2426 • i.MX6ULL开发板—无线网络测试方案 1300 • 基于STM32的WIFI无线网络应用设计 1764 • 如何接入VTache无线网络？ 2749 32 个讨论

0 Thread 可能第一次见到Thread的朋友会一脸蒙逼，这是神马玩意？脑海中一个大大的问号“What is Thread？”

2016-6-16 11:20:44 评论举报 1^# lee_st

0 同Zigbee类似，Thread同样是基于低成本、低功耗的802.15.4芯片组开发，所以目前很多正在使用的产品，只需一次简单的软件升级，便可支持Thread，非常易于安装，并且可以扩展到数百台设备；但又不同于Zigbee，Thread标准统一，不像Zigbee的产品，由于各个厂家的实现方式不同，导致不同产品间无法兼容使用，这可以说是Thread相较于Zigbee最大的优势。

2016-6-16 11:21:45 评论举报 2^# lee_st

0 FRDM-KW24D512开箱 OK，基本了解的Thread的定位，我们再来看看从NXP拿到的整套硬件方案又是如何的？目前的Thread软件时运行在Kinetis平台上，对于原本熟悉Freescale MCU的朋友来说，上手应该还是有即视的熟悉感。（注：NXP与Freescale两家公司于2015年完成合并，新公司的名称为NXP）

2016-6-16 11:21:58 评论举报 3^# lee_st

0 从包装盒上我们也可以看到，此次的开发板是基于Kinetis MCU系列，这是NXP基于ARM Cortex-M系列微控制器的一个产品分类，打开包装盒，可以看到盒内装有两块Freedom平台的开发板以及两根miniUSB线，这点看来NXP还是挺有心的，毕竟Thread讲究的就是组网，提供两块开发板，支持点到点开箱即用的连接，方便又贴心，毕竟一块板卡根本没法实现无线通信，一个套件两块以及两块以上板卡是比较合理的，但这里千万也不要有误区，单独的板卡也是可以作为原型设计开发的，我们不都从Freedom平台经历过了嘛。

2016-6-16 11:22:12 评论举报 4^# lee_st

0 再三确认，这两块板卡的硬件组成是一样的。

2016-6-16 11:22:27 评论举报 5^# lee_st

0 相信熟悉Freedom平台的工程师对这种版型不会陌生，这个平台的板卡都具有相似的特征，如基于Kinetis系列MCU，配以NXP传感器、搭载OpenSDA调试接口、兼容Arduino UNO R3扩展接口等特性，是一种小型化、低功耗、高性价比的微控制器评估和开发的平台。从快速参考的纸质文档上看，此次板卡的具体型号为FRDM-KW24D512，是基于Kinetis W系列MCU，从产品的分类上可以了解到，Kinetis W系列MCU是集成了Sub-GHz或者2.4 GHz射频收发器的无线MCU产品，提供强大的功能集成，可创建可靠、安全、低功耗的嵌入式无线解决方案。

2016-6-16 11:22:42 评论举报 6^# lee_st

0 而我们此次拿到的FRDM-KW24D512板卡所搭载的无线MCU具体型号为MKW24D512VH，属于KW2xD系列产品，基于性能强大的ARM Cortex-M4处理器，支持的协议非常多，除了我们上文提到的Thread协议外，还支持ZigBee Pro 802.15.4MAC以及SMAC，KW2xD系列产品具备-102dBm的灵敏度，高达+8dBm的发射功率，19.5mA接收功耗以及18mA的发射功耗，具体如下表所示。

2016-6-16 11:22:53 评论举报 7^# lee_st

0 FRDM-KW24D512硬件正如上文所说的，FRDM-KW24D512是基于NXP MKW24D512 Kinetis W系列微控制器的开发平台，除了本身丰富的硬件资源外，还可以通过软件支持Thread、ZigBee Pro、802.15.4 MAC、SMAC以及Kinetis软件开发套件(SDK)，板载的具体硬件资源如下图所示。

2016-6-16 11:23:09 评论举报 8^# lee_st

0 FRDM-KW24D512开发板特性：支持MKW24D512 Kinetis微控制器(高达50 MHz Cortex-M4 MCU，512 KB闪存) 完全符合IEEE 802.15.4的无线节点软件支持：Thread、ZigBee Pro、802.15.4 MAC和SMAC以及Kinetis软件开发套件(SDK) 具有小规格、低成本射频节点的参考设计区：射频电路包括换衡器，将MKW24D512收发器的差分输入/输出引脚转换为板载信号路由的单端配置较少的片外组件数量 SMA接头处的可编程输出功率为-35 dBm至+8 dBm，无Trap 接收器灵敏度：–102 dBm (典型值) 集成的PCB反向F型天线和SMA射频端口可选电源 32 MHz基准振荡器 32 kHz时钟振荡器 2.4 GHz工作频率(ISM频段) 支持无线编程(OTAP)的外部串行闪存多个按钮和LED OpenSDA v2.1调试接口带集成线性加速度传感器和磁力计的6轴组合传感器

2016-6-16 11:23:26 评论举报 9^# lee_st

0 开发板硬件系统框图：

2016-6-16 11:23:39 评论举报 10^# lee_st

0 Kinetis MKW24D512 板载的Kinetis MKW24D512 MCU是一款低功耗、紧凑型集成式器件，由一个符合IEEE 802.15.4的高性能2.4 GHz无线收发器和一个强大的ARM Cortex-M4内核系统组成，并配有数据连接和高精度混合信号模拟外设，适用于家用和楼宇自动化的控制和监控应用，包括家电、门禁、温度控制、能源管理、照明、安全和安保等应用。

2016-6-16 11:23:56 评论举报 11^# lee_st

0 Kinetis MKW24D512 MCU特性： ARM Cortex-M4内核，带16通道DMA，最高主频50MHz 512 KB闪存和64 KB RAM SPI、UART 2、I2C 2 8通道16位SAR ADC、6位DAC 加密加速单元(CAU)、AES加密(FIPS 140)、外部篡改检测、32位CRC 高度集成的2.4 GHz射频收发器 802.15.4数据包处理器支持单端和分集式天线双PAN支持输出功率可设置-30至+8 dBm 灵敏度 -102 dBm TX 17mA @ 0dBm (CPU睡眠) RX 19mA (CPU睡眠) 1.8至3.6V 低压检测多个低功耗模式实时时钟(RTC) 在线调试和闪存编程多达24个通用IO 多个KBI 工作温度–40°C至105°C

2016-6-16 11:24:10 评论举报 12^# lee_st

0 如何开发要想进一步了解FRDM-KW24D512开发板，动手操作是最有效的途径。坦白的说，飞思卡尔FRDM-KW24D512支持的集成开发工具非常多，如IAR、Keil、CodeWarrior、KDS、mbed等，工程师可以根据自己的使用习惯选择对应的工具，对于初次接触开发板的朋友，推荐使用KDS+mbed在线IDE工具的组合。首先这两个都是免费的工具，没有使用限制，也不需要成本，而且还可以互补使用，完全不会有冲突。KDS适合完整项目的开发，包括了代码的编辑、编译、下载，调试，而mbed IDE在线工具除了无法进行调试外，编辑、编译、下载都很方便，可以说，有网的地方就可以使用，而且无需安装。至于针对FRDM-KW24D512硬件调试工具，那就没什么好争议的，直接使用板载的OpenSDAv2.1调试器最为方便省事。当然，FRDM-KW24D512也支持“有钱可以任性”的想法，你也可以使用第三方的针对ARM内核的硬件调试工具进行板卡开发，比如J-LINK。每个IDE工具的具体使用这里就不再介绍了，可以参考爱板网过往的评测文章。

2016-6-16 11:24:24 评论举报 13^# lee_st

0 Demo演示熟悉Freedom平台的朋友都知道，开发板一般都会内置一个让你快速上手的Demo例程。

2016-6-16 11:24:39 评论举报 14^# lee_st

0 而此次开发板内置的是一个基于SMAC网络协议的演示应用，可为用户提供一些测试方式，测试基本的发射-接收功能以及基于ASP和SMAC API的多种先进的测试功能。基本的上电操作在NXP官网有完整的教程指导，有不清楚的网友可以直接前往了解，这里就不多啰嗦了。

2016-6-16 11:24:51 评论举报 15^# lee_st

0 在开发板与电脑连接的时候，可以在电脑的管理器上看到一个串口COM号，这是内置SMAC演示例程需要使用到的。波特率设置为115200,8bits，no parity，1 stop bit，复位板卡即能看到串口输出。

2016-6-16 11:25:05 评论举报 16^# lee_st

0 SMAC连接测试的Demo中主要包括连续测试、误包率(PER)测试、Range测试、无线电寄存器编辑、载波监听和传输控制等功能，以误包率的测试为例，需要将两款板卡分别上电，分别设置为发送以及接收。

2016-6-16 11:25:18 评论举报 17^# lee_st

0 接收设置

2016-6-16 11:25:54 评论举报 18^# lee_st

0 发送设置

2016-6-16 11:26:06 评论举报 19^# lee_st

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