如何用 STM32CubeMonitor 图形化显示 Lora 节点信息

只看该作者 · 2022-4-30 15:44

1. 目标
通过本 LAT 实现一个从 LoRa 节点、 LoRa 服务器、终端应用之间的数据或者命令的相
互传输的过程。

只看该作者 · 2022-4-30 15:46

2. 实验准备
为了实现上面的目标，需要准备一些必要的软件和硬件。软件的安装、硬件的介绍和
STM32CUBEMX 工具的使用，在本 LAT 中不做介绍。
2.1. 软件
➢ STM32CUBEMX
➢ STM32CUBEMonitor
➢ STM32CUBEIDE(or 其它编译器)，本实验使用的 IAR 编译器。
➢ X-CUBE-MEMS1
2.2. 硬件
➢ NUCLEO-WL55JC2
➢ X-NUCLEO-IKS01A3

➢ STM NUCLEO Pack （ P-NUCLEO-LRWAN2） ----------（ LoRa LF Band sensor and
gateway）

只看该作者 · 2022-4-30 15:46

3. 服务器端账号和网关注册
这里只是简单描述，详情请参考 UM2587，可以到 WWW.ST.COM 网站下载
3.1. 账号注册
首先，要在远程服务器上注册自己的账户，本实验以 www.loriot.io 提供的免费服务器
为例，创建自己的账户, 见图 2。请注意，在注册时选择正确的服务器网站。在本实验中，
我们选择了 Singapore 的服务器，网址是 ap1.loriot.io

只看该作者 · 2022-4-30 15:47

3.2. 配置网关
在成功正确的注册完账户之后，我们需要在这个账户下注册我们需要的网关。其中需
要注意几个方面：
➢ 配置网关使用不同的频段，在本实验中我们使用的是 CN470,如果网关地址不是的
CN470 的话，需要使用下面 AT 指令对网关设备进行修改：
AT+CH=CN470PREQUEL
AT+CH=0,471.5,A
AT+CH=1,471.7,A
AT+CH=2,472.9,A
AT+CH=3,472.1,A
AT+CH=4,472.3,B
AT+CH=5,472.5,B
AT+CH=6,472.7,B
AT+CH=7,472.9,B
AT+CH=8,OFF
AT+CH=9,OFF

➢ 调整 LoRaWAN® 服务器, MAC 地址, 网关的 EUI。在做实验之前需要确认网关链接
的网络服务器和你注册这个网关的服务器一致。本实验中使用的是 Singapore，而缺
省的是 EU1,所以要使用下面 AT 指令进行修改。
AT+PKTFWD=ap1.loriot.io,1780,1780

只看该作者 · 2022-4-30 15:47

3.3. 注册网关和设备
➢ 注册网关，登录注册的账户后，可以看到下图的 LORIOT 的 Dashboard。选择
“Register a new gateway”进行网关注册，一般我们选择基础平台为“Packet
Forwarder STM”，然后从我们网关设备的串口 log 拷贝 MAC 地址。
➢ 注册设备，请注意这点需要用到后面的一些参数（device EUI, Join EUI, Application
key），所以刚开始实验可以先跳过这里。请选择
[Loriot Dashboard]>[Application]>[SampleApp]>[Enroll Device].然后按照步骤注册。
➢ 在注册完成后， [Loriot Dashboard]>[Application]>[SampleApp]>[output]拷贝外部应
用访问服务器的连接，后面的 cubemx 需要用到。

只看该作者 · 2022-4-30 15:49

4. 设备搭建
➢ 在创建工程之前，下载最新的 STM32CUBEWL 软件包、 X-CUBE-MEMS1
和 STM32CUBEMX 并安装。
4.1. 创建工程
➢ 首先，打开 STM32CUBEMX，选择从“Start my project from Example”生成工程，
然后搜索 Keyword “LoRaWAN_End_Node” .
➢ 然后，双击选中的工程。并且选择一个保存实验工程的路径。这个时候，我们就可以
看到一个基本的 STM32CUBEMX 工程。
➢ 也可以直接从 STM32WL 的 Library 路径下面，在下面路径下，复制并粘贴工程文件
STM32Cube_FW_WL_V x.x.x\Projects\NUCLEOWL55JC\Applications\LoRaWAN\LoRaWAN_End_Node , 然后重命名为
LoRaWAN_End_Node_Sensor,最后打开工程文件里面的 STM32CUEMX 工程文件。
➢ 接着对工程做一些简单的修改：
1. 配置频段，缺省的频段是欧洲频段，本实验使用的中国频段 CN470.见图 4.
2. 增加 sensor 的配置。
a) 选择正确的 sensor 型号驱动软件，使用温度、湿度和压力。见图 5。
b) 使能访问 sensor 板的 I2C2 外设，根据 NUCLEO-WL55JC2 原理图，
配置对应的 I2C 总线 GPIO 为 PA11 和 PA12,见图 6。
c) 使能 senor 板，并且选择正确的 i2c 驱动见图 7.
d) 生成代码。见图 8

只看该作者 · 2022-4-30 15:49

3. 代码修改
(i) 添加宏定义，在 IAR 的“Option 设置->C/C++ Compiler->
Preprocessor” 的 “Define symbols”中添加 X_NUCLEO_IKS01A3” ，
见图 9。
(ii) 找到 sys_sensors.h 使能 Sensor, 见图 10.
#define SENSOR_ENABLED 1
(iii) 在“lora_app.c” 的“SendTxData”函数中，修改 Lora 提取的上传数
据，见图 11.
(iv) 为了更加容易加入网络，将 CN470_FIRST_RX1_CHANNEL 改为
“( (uint32_t) 470300000 )”。
(v) 将 BSP_BUTTON_SWx_IT_PRIORITY 改为 15。
(vi)将由于有 sensor 读取，所以关掉低功耗模式。
#define LOW_POWER_DISABLE 1

只看该作者 · 2022-4-30 15:50

5. 创建 STM32CubeMonitor 工程
通过创建一个 STM32CubeMonitor 工程，来显示 sensor 的数据，从而达到终端数据的
利用展示。

只看该作者 · 2022-4-30 15:51

5.1. 创建一个新的 STM32CubeMonitor 工程。
1. 打开 STM32CubeMonitor, 单击图 12 的“+”图标，创建一个 flow。
2. 双击默认 basic flow, 然后单击“Delete”按钮，见图 13。
3. 修改新 flow 的名字为自己想要的名字，这里改为 STM32WL_Sensor_Dashboard，
见图 14。
4. 创建与 flow 关联的 Dashboard, 见图 15。
5. 创建关联的 group 并且修改，将鼠标放置在新建 tab 上，选择“+tab”添加 group ，
并且通过选择“edit” 编辑需要的名字，这里设为
“STM32WL_Sensor_Dashboard”，见图 16。
6. 用与步骤 5 相同的方式，修改 group 为“STM32WL_Sensor”

只看该作者 · 2022-4-30 15:52

5.2. 添加需要的控件。
1. 从控件面板中拖拽需要的控件到 flow 中，从而实现需要显示的功能。这里需要用到 2
个 TEXT 控件来显示文本信息； 3 个 gauge 来显示 sensor 数据；两个 function 控件
来，转换 json 格式，一个 comment 来提示输入；一个 websocket 输入和一个
websocket 输出；一个 led 来显示板子 LED 灯状态，一个 switch 来个控制板子的
LED 灯的显示。见图 17

只看该作者 · 2022-4-30 15:53

2. 逐个双击 flow 上的每个控件打开其属性窗口，接着对逐个的参数进行修改，并将它关
联到“STM32WL_Sensor” group。
➢ 修改“comment”控件，修改名字为“Remind”在文本框内添加一些提醒内
容，如“Edit the "Loriot Uplink" node with your LORIOT WebSocket
Token； you will find your LORIOT WebSocket Token under Application ->
SampleApp -> Output.”
➢ 修改其中一个“TEXT” 控件，修改 Label 为
“STM32WL_Sensor_Dashboard”；修改 Name 为 “Title”；选择 group 为
“STM32WL_Sensor” ； size 设置 6x2，最后我们还再统一调整。在 layout
根据需要选择显示时的字体排列。
➢ 修改另外一个“TEXT”控件，修改 Label 为“LED”；修改 Name 为 “LED
Status”；选择 group 为“STM32WL_Sensor”； size 设置 1x1，在 layout
根据需要选择显示时的字体排列。
➢ 修改“Websocket in”控件，选择 Type 为“connect on”；修改 Name 为
“Loriot uplink”；添加 path 为前面提到的从服务器获取的 link（见 3.3），
这个例程中用到为
“wss://ap1.loriot.io/app?token=vnoGCAAAAA1hcDEubG9yaW90LmlvXyeT
wWbRSI-MCBQC04gzTg==”
➢ 修改“Websocket out ”控件，选择 Type 为“Connect to”；修改 name 为
“Loriot DownLink”， path 它会自动填充 websocket in 的路径。

➢ 修改 “LED”控件，修改 Name 为 “LED”；选择 group 为
“STM32WL_Sensor”； size 设置 1x1;在“Colors for value of
msg.payload”下，单击“X”删掉一个选项，并且点击下拉箭头将类型选为
“number”，同时将 number 设为“1”，然后选择一个你喜欢的颜色，意思
是当收到数字为“1”时，显示红色。如图 18.

➢ 修改 “json”控件，修改 Name 为 “json”，其它的默认就可以了。
➢ 修改一个 function 控件，修改名字为“Decode Sensor Parameter ”,这里我们需
要写一个函数来提取 sensor 数据，在“ON message”选项添加函数如图 19：
if (msg.payload.cmd ==="tx") return ;
var LedState = {payload: parseInt("0x" + msg.payload.data.substring(0, 2))};
var Pressure = {payload: parseInt("0x" + msg.payload.data.substring(2, 6))};
var Temperature = {payload: parseInt("0x" + msg.payload.data.substring(6, 8))};
var Humidity = {payload: parseInt("0x" + msg.payload.data.substring(8, 12))};
return [ LedState,Pressure, Temperature, Humidity];
同时在“Setup”选项中设置输出个数为 4；

➢ 修改“Switch”控件，修改 Label 为“LED ON/OFF”；修改 Name 为 “LED
Switch”；选择 group 为“ STM32WL_Sensor”； size 设置为 3x1; 添加一个
topic 域为“ MessageTx_LED”，如图 20.

➢ 修改另一个“function”控件，修改名字为“Encode LED Parameter ” ,这里需
要一个函数来提取 sensor 数据，在“ON message”选项添加函数如图 21，请
注意这里用了 Device EUI, 这里需要从节点设备的信息 log 中获取。

➢ 修改“ Gauge” 控件，现在任意一个“ Gauge” 控件，双击设置属性，选择
group为“STM32WL_Sensor”， size设置为4x3， Label为“Pressure”， range
的 min 为“900”， max 为“1100”，如图 22.
➢ 同理修改其它“Gauge” 控件，选择一个“Gauge” 控件，双击设置属性，选择
group 为“STM32WL_Sensor”， size 设置为 4x3， Label 为“Temperature”，
range 的 min 为“0”， max 为“50”。
➢ 修改“Gauge” 控件，将最后一个“Gauge” 控件，双击设置属性，选择
group为“STM32WL_Sensor”， size设置为 4x3， Label为“Humidity”， range
的 min 为“0”， max 为“100 “.

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3. 修改完控件之后，我们需要将其所有的控件关联在一起。将一个控件的节点拖拽到另
外一个需要关联的控件即可，如图 23。这里要特别注意的是 decoder 的输出函数的
输出值的顺序必须跟你需要显示的值一致，这里是按照“LedState,Pressure,
Temperature, Humidity”顺序，所以必须是 led 控件连接到最上面一个输出口。

只看该作者 · 2022-4-30 15:54

4. 按照之前 5.1.5 的方式再次选择 Dashboard-》 layout 对显示界面进行布局。如图 24。
图中右侧宽度是总的显示宽度，长度自动根据显示而设定的。单击控件上的锁定图
标，从而锁定显示，然后拖拽而改变大小，按住鼠标左键移动位置。在在适当调整之
后，点击 STM32CubeMonitor 右上角的“DEPLOY”部署工程,然后点击
“DASHBOARD” ,显示效果，如果不满意，可以再次用前面的方式对界面多次布
局，直到满意为止。如图 25,。