2004 CM4 WiFi7(WiFi7和WLANPi):修订间差异

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== '''一、简介''' ==
== '''一、简介''' ==
CM4_WiFi7扩展板是一款基于树莓派CM4核心板设计的扩展板。CM4_WiFi7扩展板具有一个A-KEY接口用于外扩WiFi7;拥有一个千兆网口,该网口支持PoE供电;具有一个标准尺寸的HDMI接口,支持4K输出;引出了1路CSI接口。外设扩展方面,扩展了1路原生USB2.0 OTG口,USB Type-C形态,支持eMMC版本CM4的系统烧写,也可作为USB供电接口;3路USB2.0主机接口(1路带1.25mm接口,可用来扩展CM4尺寸4G模组)。除此之外还有与树莓派4B相同定义的2.54mm间距2x20的GPIO引脚,用于常规外设扩展。
CM4_WiFi7扩展板是一款基于树莓派CM4核心板设计的扩展板。CM4_WiFi7扩展板具有一个A-KEY接口用于外扩WiFi7;拥有一个千兆网口,该网口支持PoE供电输入;扩展板具有一个标准尺寸的HDMI接口,支持4K输出;引出了1路CSI接口。外设扩展方面,扩展了1路原生USB2.0 OTG口,USB Type-C形态,支持eMMC版本CM4的系统烧写,也可作为USB供电接口;3路USB2.0主机接口(1路带1.25mm接口,可用来扩展CM4尺寸4G模组)。除此之外还有与树莓派4B相同定义的2.54mm间距2x20的GPIO引脚,用于常规外设扩展。


== '''二、硬件资源''' ==
== '''二、硬件资源''' ==

2024年9月23日 (一) 11:16的版本

关键词

树莓派、CM4核心板、系统烧写、WLAN Pi、WiFi6、WiFi7、5G、RPiOS、eMMC、OpenWrt、核心板、

一、简介

CM4_WiFi7扩展板是一款基于树莓派CM4核心板设计的扩展板。CM4_WiFi7扩展板具有一个A-KEY接口用于外扩WiFi7;拥有一个千兆网口,该网口支持PoE供电输入;扩展板具有一个标准尺寸的HDMI接口,支持4K输出;引出了1路CSI接口。外设扩展方面,扩展了1路原生USB2.0 OTG口,USB Type-C形态,支持eMMC版本CM4的系统烧写,也可作为USB供电接口;3路USB2.0主机接口(1路带1.25mm接口,可用来扩展CM4尺寸4G模组)。除此之外还有与树莓派4B相同定义的2.54mm间距2x20的GPIO引脚,用于常规外设扩展。

二、硬件资源

三、系统烧写及设置

3.1 概述

本文档采用树莓派OS、Ubuntu系统和WLAN Pi系统进行测试。

1. 树莓派OS的版本为2024-07-04-raspios-bookworm-arm64.img.xz,树莓派OS下载地址:

https://www.raspberrypi.com/software/operating-systems/#raspberry-pi-os-64-bit

2. Ubuntu系统的版本为ubuntu-24.04-preinstalled-desktop-arm64+raspi.img.xz,Ubuntu OS下载地址:

https://ubuntu.com/download/raspberry-pi

3. WLAN Pi系统版本为:v3.2.0-2024-02-19-wlanpi-os.zip,WLAN Pi下载地址:

https://www.wlanpi.com/downloads

3.2 从TF卡启动

详细烧录方法请点击这里

3.3 从eMMC启动

详细烧录方法请点击这里

注意,本扩展板在烧写eMMC前需要使用两个跳线帽,分别将BOOT跳线和OTG跳线短接,烧写完毕后将两个跳线帽取下。烧写的OTG口为USB Type-C口。

3.4 注意事项

1. 如果Ubuntu系统启动后键盘鼠标无法使用,请在PC端打开TF卡系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本,如果是烧写在eMMC上,则请在烧写完毕后,再次使用一次rpiboot工具使系统分区显示出来,然后打开系统分区根目录下的config.txt检查USB的初始化脚本:

0007_Zero_4G_Cat1_41.jpg

需要确认下图中的两处红框的位置是否都配置成完全,如果没有,请手动添加完整并保存文件:

2004_CM4_WiFi7_10.jpg

2. Ubuntu系统的desktop版本对硬件要求较高,如果核心板只有1G内存,有可能在运行时速度很慢甚至死机,建议使用内存为2G或以上的核心板进行安装使用。

四、树莓派OS下的使用演示

4.1 WiFi7(BE200)驱动的安装和使用

此操作也适用于AX210和AX200。

4.1.1 更新系统和头文件

在树莓派终端下执行:

sudo apt-get update

sudo apt install -y raspberrypi-kernel-headers firmware-iwlwifi flex yacc

2004_CM4_WiFi7_01.jpg

4.1.2 下载及解压源码

在树莓派终端下执行:

mkdir wifi && cd wifi

wget http://www.mcuzone.com/wiki/2004_CM4_WiFi7/backport-iwlwifi-20231029.tar.bz2

sudo tar -xvf backport-iwlwifi-20231029.tar.bz2

2004_CM4_WiFi7_02.jpg

4.1.3 准备编译环境

在树莓派终端下执行:

sudo make defconfig-iwlwifi-public

sudo sed -i 's/CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS=y/# CPTCFG_IWLMVM_VENDOR_CMDS is not set/' .config

2004_CM4_WiFi7_03.jpg

4.1.4 编译源码

在树莓派终端下执行:

sudo make -j 4

sudo make install

2004_CM4_WiFi7_04.jpg

2004_CM4_WiFi7_05.jpg

此时提示重启系统。请先不要重启。

4.1.5 安装固件

在树莓派终端下执行:

cd ..

cd Downloads

wget http://www.mcuzone.com/wiki/0011_MPW7/firmware_wifi7.zip

unzip firmware_wifi7.zip

sudo cp iwlwifi-gl-c0-fm-c0-86.ucode /lib/firmware

sudo cp iwlwifi-gl-c0-fm-c0.pnvm /lib/firmware

2004_CM4_WiFi7_06.jpg

最后重启系统:

sudo reboot

4.1.6 WiFi7(BE200)模块测试

重启系统后,我们就可以在网络连接里面使用WiFi7模块连接无线AP了:

2004_CM4_WiFi7_07.jpg

在网络连接的信息中,我们也可以看到这个驱动为iwlwifi的网络连接:

2004_CM4_WiFi7_08.jpg

通过WiFi7模块连接上游路由器进行外网测速,结果如下:

2004_CM4_WiFi7_09.jpg

注意:网络测速受网络环境和测试方法影响,速度请以实际为准,本测试仅供参考。

五、Ubuntu系统下使用演示

5.1 WiFi7(BE200)模块测试

此操作也适用于AX210和AX200。

WiFi7(BE200)模块在Ubuntu系统下即插即用,系统启动后在屏幕右上角的“Wi-Fi”里即可看到这个WiFi7模块:

2004_CM4_WiFi7_11.jpg

点击需要连接的热点,连接成功后即可使用:

2004_CM4_WiFi7_12.jpg

通过WiFi7模块连接外网(200M宽带)测速,结果如下:

2004_CM4_WiFi7_13.jpg

注意:网络测速受网络环境和测试方法影响,速度请以实际为准,本测试仅供参考。

如果使用Ubuntu内置的Firefox浏览器时运行速度很慢或者经常无响应,建议安装轻量浏览器Falkon:

sudo apt install falkon

六、WLAN Pi系统下使用演示

6.1 概述

WLAN Pi是一款基于单片机和开源软件的多功能Wi-Fi分析工具,包括WLAN Pi的硬件和WLAN Pi系统。CM4_WiFi7扩展板在硬件上和WLAN Pi M4完全兼容,可流畅运行WLAN Pi系统。

6.2 烧写系统

烧写WLAN Pi系统的方法与烧写树莓派OS的方法一致,同样使用balenaEtcher,将镜像包烧写到TF卡上或者eMMC上,然后从TF卡或者eMMC启动系统。

6.3 设置系统

6.3.1 设置用户名和密码

系统启动后,第一次登录需要使用默认用户名和密码登录,默认用户名和密码均为wlanpi:

2004_CM4_WiFi7_14.jpg

记下上图中红框中连接符后面的三个字符:e4d(依系统不同而不同,本系统中为e4d),然后登录系统:

2004_CM4_WiFi7_15.jpg

第一次登录需要修改登录密码,请先输入旧密码,再输入两次新密码:

2004_CM4_WiFi7_16.jpg

6.3.2 连接内置服务器

WLAN Pi系统通过系统内置服务器,启动网络服务,用户通过局域网内设备的浏览器访问这个内置服务器来进行操作。

需要通过有线网络连接:

系统启动前,请在扩展板的原生网口上插入连接上游浏览器的网线,系统启动后,可以自动获取IP地址连接网络,在系统启动时会显示当前设备信息:

2004_CM4_WiFi7_17.jpg

eth0的IP即为系统的内网IP:192.168.8.103。

6.4 进入控制台页面

内置服务器连接上游路由器成功后,在局域网内设备的浏览器中打开地址:http://wlanpi-xyz.local,其中xyz请用6.3.1中记录下的3个字符所替换,因此本例中访问地址为:http://wlanpi-e4d.local

注意:该地址实际上为一个内网地址,因此不能通过任何代理软件进行访问,如果发现该地址连接不上,除了要检查网络连接外,还要看该地址是不是通过代理访问网络了,如果是,请将它添加到代理软件的排除名单中。

第一次打开时会显示”您的连接不是私密连接“,以Chrome为例,点击”高级“:

2004_CM4_WiFi7_18.jpg

点击”继续前往wlanpi-e4d.local(不安全)“

2004_CM4_WiFi7_19.jpg

这样就能打开控制台页面了:

2004_CM4_WiFi7_20.jpg

6.5 功能简介

6.5.1 设备信息

在控制台首页,顶部桔色区域显示当前设备实时信息:

2004_CM4_WiFi7_23.jpg

6.5.2 网络测速

LibreSpeed是一个基于网络浏览器的轻量级网速测试工具,它是由在网页浏览器中运行的JavaScript实现的。不需要客户端应用程序。

在控制台首页,点击”START“即可进行网络测速:

2004_CM4_WiFi7_21.jpg

点击顶部栏目”SPEED TEST - LIBRESPEED (DETAILS)“,再点击”START“,可进行更详细的测试:

2004_CM4_WiFi7_22.jpg

6.5.3 COCKPIT

COCKPIT为WLAN Pi系统的图形化设置界面,基于网页的终端访问您的WLAN Pi系统,可以进行系统管理,并拥有更多功能。。

点击顶部栏目”COCKPIT“,打开COCKPIT登录页面,登录的用户名和密码为WLAN Pi系统的用户名和密码:

2004_CM4_WiFi7_30.jpg

登录后界面如下:

2004_CM4_WiFi7_31.jpg

在这里我们可以对WLAN Pi系统进行设置。

6.5.4 PROFILE

PROFILE是一个无线设备分析器,可对无线设备进行抓包后分析。

登录COCKPIT后,我们点击”Turn on administrative access“按钮,输入管理员密码后授权,获得管理员权限:

2004_CM4_WiFi7_32.jpg

2004_CM4_WiFi7_33.jpg

点击左侧栏”工具 - 终端“,打开终端窗口:

2004_CM4_WiFi7_34.jpg

在终端中运行:

wifichannel 6

2004_CM4_WiFi7_35.jpg

将无线频段切换到2.4GHz。

注:wifichannel 6是将无线频段切换到2.4GHz,wifichannel 5500是将无线频段切换到5GHz,wifichannel 229是将无线频段切换到6GHz,请按照实际需求进行切换,该频段必须为要分析的设备我无线模块所支持的。

然后选择信道,本例中选择12信道,也可以按照实际需求选择其它信道:

sudo profiler -c 12

2004_CM4_WiFi7_36.jpg

此时打开需要分析的设备(本例中以手机为例)的无线开关,连接一个名为”Profiler xyz“的热点(其中xyz请用6.3.1中记录下的3个字符所替换),本例中的热点名称为”Profiler 0fb“

2004_CM4_WiFi7_37.jpg

该热点的连接密码可以随便输入(不少于8个字符),连接后稍等片刻即自动断开,此时已经完成了对需要分析的设备的抓包。

抓包完成后,点击顶部栏目”PROFILER - PROFILES“,可查看需要分析的设备的抓包信息:

2004_CM4_WiFi7_38.jpg

点击”PROFILE“可以查看设备抓包详情:

2004_CM4_WiFi7_39.jpg

点击”PCAP“可下载抓包的PCAP文件,点击”CSV“可下载CSV格式的报告。

6.5.5 设备网络

点击顶部栏目”NETWORK“,可查看当前设备的网络信息:

2004_CM4_WiFi7_24.jpg

6.5.6 KISMET

KISMET为一款用于 802.11 无线局域网的网络探测器、数据包嗅探器和入侵检测系统。点击顶部栏目”KISMET - START“,开启KISMET服务。

然后点击顶部栏目”KISMET - LAUNCH KISMET“,打开KISMET登录页面,登录的用户名和密码为WLAN Pi系统的用户名和密码:

2004_CM4_WiFi7_25.jpg

登录后界面如下:

2004_CM4_WiFi7_26.jpg

在这里我们可以对附近被扫描到的无线设备进行查看和分析。

6.5.7 GRAFANA

‌GRAFANA是一款功能强大的开源数据可视化和监控平台,我们已经预装了一些有用的图表、图形和警报功能。这允许你创建和导入自己的仪表板,将 WLAN Pi 定制为你理想的无线和网络监控平台。点击顶部栏目”GRAFANA - START“,开启GRAFANA服务。

‌GRAFANA运行后,可以看到‌GRAFANA的支持信息:

2004_CM4_WiFi7_27.jpg

点击顶部栏目”GRAFANA - LAUNCH GRAFANA NEW TAB“,在新页面中打开GRAFANA登录页面,登录的用户名和密码均为wlanpi:

2004_CM4_WiFi7_28.jpg

登录后界面如下:

2004_CM4_WiFi7_29.jpg

在这里我们可以对附近网络进行监控。

七、PoE电源输入

CM4_WiFi7扩展板支持PoE电源输入,并能保证支持5V4.5A输出。我们将PoE输出的网线口插入扩展板的千兆网口,这样就完成了硬件连接。打开PoE电源,设备即可通过千兆网口输入的电源启动。