2004 CM4 WiFi7（WiFi7和WLANPi）
关键词
树莓派、CM4核心板、WLAN Pi、WiFi6、WiFi7、BE200、RPiOS、Ubuntu、OpenWrt、PoE千兆以太网供电
一、简介
CM4_WiFi7-PoE扩展板是一款基于树莓派CM4核心板设计专门扩展M.2-E KEY WiFi7接口的扩展板。
CM4_WiFi7扩展板具有一个E-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）以及一路4-Lans CSI1接口。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。
我司另有两款CM4_WiFi6和CM4_WiFi6-PoE扩展板，功能相近，使用方法一样。
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 TF卡的烧写
树莓派CM4核心板分2个大类，一类是不带eMMC版本，仅限从TF卡启动系统；一类是带eMMC版本，仅限从eMMC启动系统，那对应扩展板上的TF卡将无效。
从TF卡启动系统的详细烧录方法请点击这里。
3.3 eMMC的烧写
eMMC烧写系统的详细烧录方法请点击这里。
注意，WiFi7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. 如果使用Ubuntu系统，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：
需要确认下图中的红框处是否配置完全，如果没有，请手动添加完整并保存文件：
也可以将红框处这一行删除后保存文件：
2. 如果使用树莓派系统，系统启动后卡死或者键盘鼠标无法使用，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，然后按照下面红框所示的两处进行修改：
3. 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的使用
☆ 4.1 安装WiFi驱动
此操作基于CM4_WiFi7配BE200（WiFi7模组），此操作也适用于AX210和AX200。
对于自带WiFi功能的树莓派CM4核心板，在安装WiFi7/WiFi6驱动后，核心板的Wi-Fi将自动关闭，无法使用；所以这类扩展板，建议只需配无WiFi功能的树莓派CM4核心板即可。
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
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
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
4.1.4 编译源码
在树莓派终端下执行：
sudo make -j 4
sudo make install
注意，编译时如果使用-j 4出现死机或者报错，请使用-j 2或者-j 1进行编译。
此时提示重启系统。请先不要重启。
4.1.5 安装固件（仅限BE200）
若使用AX200/AX210，则跳过此步骤。
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
最后重启系统：
sudo reboot
☆ 4.2 测试WiFi7(BE200）
4.2.1 查看无线网络
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：
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：
Windows版iperf3下载：
http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000634
Linux下iperf3安装：
sudo apt-get install iperf3
4.2.2 连接WiFi6无线路由器测速
通过WiFi7模块连接WiFi6千兆无线路由器进行测速，结果如下：
client模式469Mbps左右，server模式443Mbps左右：
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。
4.2.3 连接WiFi7无线路由器测速
注意：这里的测试都使用SSH连接开发板进行测试。
路由器为小米BE6500 Pro，WiFi7+四口2.5G路由器，树莓派CM4 WiFi7/WiFi6+WiFi7距离路由器约1米。
使用BE200+树莓派CM4 WiFi7/WiFi6，连接WiFi7无线网络，与同一路由器下的Windows系统（2.5G USB网卡，ip地址为：192.168.8.197）进行iperf3测速：
30个线程测速，结果如下：
iperf3 -c 192.168.8.197 -P 30
约为1.81Gbps。
单线程测试，结果如下：：
iperf3 -c 192.168.8.197
约为456Mbps。
作为对比，我们换了WiFi6无线模块AX200，进行了同样的测试。
30个线程测速，结果如下：
约为781Mbps。
单线程测试，结果如下：：
52.jpg
http://www.mcuzone.com/wiki/2004_CM4_WiFi7/2004_CM4_WiFi7_约为479Mbps。
☆ 4.3 测试蓝牙
五、Ubuntu系统的使用
5.1 WiFi7(BE200)模块测试
此操作也适用于AX210和AX200。
WiFi7(BE200)模块在Ubuntu系统下是免驱，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：
点击需要连接的热点，连接成功后即可使用：
Windows版iperf3下载：
http://www.mcuzone.com/down/Software.asp?ID=10000634
Linux下iperf3安装：
sudo apt-get install iperf3
通过WiFi7模块连接千兆无线路由器进行测速，结果如下：
client模式484Mbps左右，server模式443Mbps左右：
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系统的使用
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。WLAN Pi M4是基于我们CM4_WiFi-PoE扩展板做再扩展，故CM4_WiFi7扩展板可流畅运行WLAN Pi系统。
☆ 6.1 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。
☆ 6.2 设置系统
6.2.1 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：
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：
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：
6.2.2 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：
eth0的IP即为系统的内网IP：192.168.8.103。
☆ 6.3 进入控制台页面
内置服务器连接上游路由器成功后（不需要登录WLAN Pi系统），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例外名单中。
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“：
点击”继续前往wlanpi-e4d.local（不安全）“
这样就能打开控制台页面了：
☆ 6.4 功能简介
6.4.1 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：
6.4.2 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：
点击顶部栏目”SPEED TEST - LIBRESPEED (DETAILS)“，再点击”START“，可进行更详细的测试：
6.4.3 COCKPIT(设置界面）
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：
登录后界面如下：
在这里我们可以对WLAN Pi系统进行设置。
6.4.4 PROFILE（无线抓包,分析）
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：
点击左侧栏”工具 - 终端“，打开终端窗口：
在终端中运行：
wifichannel 6
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，该频段必须为所要分析的设备的无线模块所支持的。
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，信道必须与上面所述的频段相对应：
sudo profiler -c 12
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“
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：
点击”PROFILE“可以查看设备抓包详情：
点击”PCAP“可下载抓包的PCAP文件，点击”CSV“可下载CSV格式的报告。
6.4.5 设备网络
点击顶部栏目”NETWORK“，可查看当前设备的网络信息：
6.4.6 KISMET（无线网络探测和数据包嗅探测）
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：
登录后界面如下：
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。
6.4.7 GRAFANA（无线和网络监控平台）
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：
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：
登录后界面如下：
在这里我们可以对附近网络进行监控。
七、PoE以太网供电
CM4_WiFi7-PoE和CM4_WiFi6-PoE扩展板支持PoE取电，可提供5V2.4A输出。我们将支持PoE供电的路由器的网线连接至扩展板的千兆网口，这样就完成了硬件连接，板子即可通过网线供电。
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