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[EN]

ESP-NOW debug 接收板示例

ESP-NOW debug 接收板需要和 ESP-WIFI-MESH 设备处于同一个 Wi-Fi 信道上才可以接收 ESP-WIFI-MESH 设备发送的调试数据。

ESP-NOW debug 接收板可以不直接与路由器进行连接，只需与 ESP-WIFI-MESH 网络在同一信道上即可。 若需要与接收其他 ESP-WIFI-MESH 设备的 log，需要在监听的设备中添加以下代码：

   MDF_ERROR_ASSERT(mdebug_console_init());
   MDF_ERROR_ASSERT(mdebug_espnow_init());
   mdebug_cmd_register_common();

ESP-NOW debug 接收板提供的主要功能包括：

  • sdcard 文件管理：列出当前 SD 卡当中所有的文件，删除指定文件，可选择以某种格式打印文件内容 (hex, string, base64)
  • sniffer 监听环境中的 IEEE 802.11 包：抓取数据包并以 pcap 格式保存在 SD 卡中，可指定文件名称，设置数据包过滤条件，并且可指定在某个信道上监听
  • Wi-Fi 配置：设置工作在 STA 模式下的 Wi-Fi 信息（路由器 SSID 、密码和 BSSID，工作信道），保存/擦除配置信息
  • Wi-Fi 扫描：工作在 STA 模式下，扫描环境中的 AP 或 ESP-WIFI-MESH 设备，设置过滤条件：RSSI、SSID、BSSID，设置在每个信道被动扫描的时间
  • log 设置：监听其他设备的 log 日志，统计各类日志 (I、W、E) 的数量以及重启次数和 coredump 次数并显示在屏幕上，添加/移除监听设备，设置 log 传输级别
  • coredump 信息管理：向指定设备查询是否有 coredump 信息，接收/擦除 coredump 信息，请求接收指定序号的 coredump 信息
  • command：在指定设备上运行命令
  • 一般命令：help（打印当前支持的所有命令）

ESP-NOW 介绍

概述

ESP-NOW debug 接收板通过 ESP-NOW 无线传输技术接收 ESP-MDF 设备的运行日志和 Coredump 数据。ESP-NOW 是由 Espressif 定义的一种无连接的 Wi-Fi 通信协议，广泛应用于智能照明，遥控，传感器等领域。在 ESP-NOW 中，数据被封装在 Wi-Fi Action 帧中进行数据的收发，在没有连接的情况下从一个 Wi-Fi 设备传输数据到另一个 Wi-Fi 设备。

ESP-NOW 特性

  1. 收发双方必须在 同一个信道上
  2. 接收端在非加密通信的情况下可以不添加发送端的 MAC 地址（加密通信时需要添加），但是发送端必须要添加接收端的 MAC 地址
  3. ESP-NOW 最多可添加 20 个配对设备，同时支持其中最多 6 个设备进行通信加密
  4. 通过注册回调函数的方式接收数据包，以及检查发送情况（成功或失败）
  5. 利用 CTR 和 CBC-MAC 协议 (CCMP) 保护数据的安全

更多关于 ESP-NOW 的原理介绍，请参考 Espressif 官方手册 ESP-NOW 使用说明 和 ESP-IDF 示例 espnow。

ESP-NOW debug 示例使用说明

硬件说明

硬件 数量 备注
ESP-WROVER-KIT V2(带屏) 开发板 1 使用说明
TF 卡 1 保存 ESP-MDF 设备的运行日志和 coredump 数据，容量建议大于 1G
MiniUSB 数据线 1

ESP-WROVER-KIT-V2

注:

1. 如果使用非 ESP-WROVER-KIT 也能运行， 只是部分关于存储的功能无法使用，例如：保存抓包数据 1. 如是使用 ESP-WROVER-KIT V4.1， 并同时使用 SD-Card 和 LCD，请将电阻 R167、R168 取掉，避免屏幕无法正常使用

项目文件组织结构

wireless_debug/
├── build                        // All files generated through compiling
├── components
│   ├── i2c_bus
│   ├── lcd                     // lcd module for info display
│   ├── pcap
│   └── sdcard                  // sdcard module for data storage
├── main
│   ├── component.mk
│   ├── debug_cmd.c
│   ├── debug_recv.cpp
│   ├── include
│   │   ├── debug_cmd.h
│   │   ├── debug_recv.h
│   │   └── image.h
│   ├── Kconfig.projbuild       // Kconfig file of the example
│   ├── main.c                  // Main entry of project
│   └── wifi_sniffer_cmd.c
├── Makefile
├── partitions.csv              // partition table file
├── README_cn.md
├── sdkconfig
├── sdkconfig.defaults          // default configuration options
├── sdkconfig.old
└── terminal_log.png

工作流程

  1. 编译、烧录此工程到一个 ESP32 开发板
  2. 打开串口终端，重启开发板，可在终端中看到以下信息

使用 make monitor 会出现意想不到的问题，建议使用 minicom 等串口终端。

串口终端

  1. 之后可以按照提示输入命令进行 ESP-WIFI-MESH 调试
  • 下面以操作流程为序，介绍每条命令的使用。

串口命令格式说明

  • ESP-NOW debug 接收板支持的串口指令包括：help、sdcard、wifi_sniffer、wifi_config、wifi_scan、log、coredump 和 command。

  • 串口命令的交互遵循以下规则：

    1. 控制命令通过串口，从 PC 端发送给 ESP-NOW debug 接收板，串口通信波特率为 115200

    2. 控制命令定义中，字符均为小写字母（部分选项为大写字母），字符串不需要带引号

    3. 命令描述中括号 {} 包含的元素整体，表示一个参数，需要根据实际情况进行替换

    4. 命令描述中方括号 [] 包含的部分，表示为缺省值，可以填写或者可能显示

    5. 串口命令的模式如下所示，每个元素之间，以空格符分隔

      命令＋选项＋参数，例如： log -a aa:bb:cc:dd:ee:ff

    6. 换行符支持 '\n' 或者 '\r\n'

    7. 串口以 115200 波特率返回执行结果

SD 卡文件操作命令

  1. 列出文件
    命令定义 sdcard -l <file_name>
    指令 sdcard -l 显示 SD 卡所有匹配的文件列表
    参数 file_name 匹配字符串
    * // 显示所有文件
    *.ab // 显示所有 ab 文件类型的文件
    示例 sdcard -l *.pcap 显示 SD 卡中所有 pcap 文件

  2. 删除文件
    命令定义 sdcard -r <file_name>
    指令 sdcard -r 删除指定文件或匹配的所有文件
    参数 file_name 文件名或匹配字符串
    * // 删除所有文件
    *.ab // 删除所有 ab 文件类型的文件
    a.abc // 删除 a.abc 文件
    示例 sdcard -r *.pcap 删除 SD 卡中所有 pcap 文件

  3. 打印文件内容
    命令定义 sdcard -o <file_name> -t
    指令 sdcard -o 打印指定文件内容
    参数 file_name 文件名
    a.abc // 打印 a.abc 文件
    type 文件打印类型
    hex // hex
    string // string
    base64 // base64
    示例 sdcard -o a.abc 打印 a.abc 文件内容

sniffer 操作命令

  1. 设置 sniffer 监听信道
    命令定义 wifi_sniffer -c <channel (1 ~ 13)>
    指令 wifi_sniffer -c 设置 sniffer 监听信道
    参数 channel 信道号
    示例 wifi_sniffer -c 11 sniffer 监听 11 信道

  2. 设置监听数据包存储文件名
    命令定义 wifi_sniffer -f
    指令 wifi_sniffer -f 设置数据包存储文件名
    参数 file 文件名
    sniffer.pcap // 数据保存在 sniffer.pcap 文件
    示例 wifi_sniffer -f sniffer.pcap sniffer 监听的数据存储在 sniffer.pcap 文件中

  3. 设置监听数据包过滤条件
    命令定义 wifi_sniffer -F <mgmt|data|ctrl|misc|mpdu|ampdu>
    指令 wifi_sniffer -F 设置数据包过滤类型
    参数 mgmt|data|ctrl|misc|mpdu|ampdu 过滤数据包类型
    ampdu // 过滤 ampdu 数据包
    示例 wifi_sniffer -F ampdu sniffer 监听过滤 ampdu 数据包

  4. 停止 sniffer 监听
    命令定义 wifi_sniffer -s
    指令 wifi_sniffer -s 停止监听
    示例 wifi_sniffer -s 停止 sniffer 监听

Wi-Fi 配置命令

  1. Wi-Fi 配置
    命令定义 wifi_config -c <channel (1 ~ 13)> -s -b <bssid (xx:xx:xx:xx:xx:xx)> -p
    指令 wifi_config -c -s -b -p Wi-Fi 配置
    参数 channel Wi-Fi 工作信道
    ssid AP 的 SSID
    bssid AP 的 BSSID
    password AP 的 密码
    示例 wifi_config -s "esp-liyin" -p "password" Wi-Fi 配置，连接 SSID 为 esp-liyin 密码为 password 的 AP
    示例 wifi_config -c 11 配置 ESP-WIFI-MESH 设备工作信道为 11

  2. 保存/擦除 Wi-Fi 配置信息
    命令定义 wifi_config -SE 保存/擦除 Wi-Fi 配置信息
    示例 wifi_config -S 保存 Wi-Fi 配置信息
    示例 wifi_config -E 擦除 Wi-Fi 配置信息

扫描命令

  1. 扫描命令
    命令定义 wifi_scan [-m] [-r <rssi (-120 ~ 0)>] [-s ] [-b <bssid (xx:xx:xx:xx:xx:xx)>] [-p <time (ms)>] [-i <mesh_id (xx:xx:xx:xx:xx:xx)>] [-P <mesh_password>]
    参数 rssi 通过 RSSI 过滤设备
    ssid 通过 SSID 过滤设备
    bssid 通过 BSSID 过滤设备
    passive 每个信道被动扫描时间
    mesh 扫描 mesh 设备
    mesh_id mesh_id
    mesh_password mesh_password
    示例 wifi_scan 扫描所有的设备
    wifi_scan -r -60 扫描 RSSI 信号值在 -60 以内的设备
    wifi_scan -s espressif 扫描 SSID 为 espressif 的设备
    wifi_scan -m -p 600 -i 30:ae:a4:80:16:3c 扫描 mesh_id 为 30:ae:a4:80:16:3c 的 mesh 设备

日志命令

  1. 日志配置
    命令定义 log [-ari] <mac (xx:xx:xx:xx:xx:xx)> [-t ] [-l ]
    指令 log -a 添加日志监视设备
    log -r 移除日志监视设备
    参数 mac 监视设备 MAC 地址
    tag 使用 tag 过滤日志
    level 使用 level 过滤日志
    指令 log -i 打印监视设备日志统计数据
    参数 mac 监视设备 MAC 地址
    示例 log -i 30:ae:a4:80:16:3c 打印监视设备 30:ae:a4:80:16:3c 日志统计数据
    log -a 30:ae:a4:80:16:3c 添加监视设备 30:ae:a4:80:16:3c
    log -r 30:ae:a4:80:16:3c 移除监视设备 30:ae:a4:80:16:3c
    log 30:ae:a4:80:16:3c -t * -l INFO 设置监视设备 30:ae:a4:80:16:3c 上的所有日志输出等级为 INFO

coredump 命令

  1. coredump 命令
    命令定义 coredump [-fre] <mac (xx:xx:xx:xx:xx:xx)> [-q ]
    指令 coredump -f 查询指定设备是否有 coredump 数据
    coredump -r 接收指定设备的 coredump 数据
    coredump -e 擦除指定设备的 coredump 数据
    参数 mac 监视设备 MAC 地址
    sequence coredump 数据的序号
    示例 coredump -f 30:ae:a4:80:16:3c 查询设备 30:ae:a4:80:16:3c 是否有 coredump 数据
    coredump -r 30:ae:a4:80:16:3c 接收设备 30:ae:a4:80:16:3c 的 coredump 数据
    coredump -r 30:ae:a4:80:16:3c -q 110 接收设备 30:ae:a4:80:16:3c 的 coredump 数据，从序号为 110 开始
    coredump -e 30:ae:a4:80:16:3c 擦除设备 30:ae:a4:80:16:3c 的 coredump 数据

有关 Core Dump 的信息，可查看 ESP32 Core Dump 文档

command 命令

  1. command
    命令定义 command <addr ((xx:xx:xx:xx:xx:xx))> <"command">
    参数 addr 设备 MAC 地址
    command 需要在指定设备上执行的命令
    示例 command 30:ae:a4:80:16:3c help 在设备 30:ae:a4:80:16:3c 执行 help 命令

其他命令

  • help：打印当前支持的所有命令

性能影响说明

由于 ESP-NOW 和 ESP-WIFI-MESH 一样，都是通过 Wi-Fi 接口进行数据包收发，因此，当 ESP-WIFI-MESH 设备数据传输量较大时，会对其控制命令接收或数据传输产生一些延时。

经实际测试，在网络环境良好的情况下，以下配置参数导致的 ESP-WIFI-MESH 设备延时是可以忽略的阈值：

  • 50 个 ESP-WIFI-MESH 设备（设备数量越多，网络环境越差）
  • ESP-NOW 接收端添加 10 个 ESP-WIFI-MESH 设备（接收端添加数量越多，网络环境越差）
  • 传输日志级别为 info （日志级别越低，网络环境越差）