Wio-E5 STM32WLE5JC 模块

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LoRaWAN® 是在 LoRa Alliance® 许可下使用的标记。 LoRa® 标记是 Semtech Corporation 或其子公司的商标。

产品介绍

note

我们最近发布了基于 Wio-E5 模块的 Wio-E5 系列产品。点击这里了解 Wio-E5 家族的新成员，从Grove 模块、迷你开发板到开发套件。要了解更多关于使用 STM32Cube MCU Package for STM32WL 系列(SDK)创建 LoRaWAN 终端节点、加入并向 LoRaWAN 网络发送数据的信息，请阅读迷你开发板和开发套件的 wiki 页面。

Wio-E5 是由深圳矽递科技股份有限公司设计的低成本、超低功耗、极其紧凑且高性能的 LoRaWAN® 模块。它包含 ST 系统级封装芯片 STM32WLE5JC，这是世界上首个集成了 LoRa® RF 和 MCU 芯片组合的 SoC。 该模块还嵌入了 ARM Cortex M4 超低功耗 MCU 和 LoRa® SX126X，因此支持 (G)FSK 模式和 LoRa®。在 LoRa® 模式下可以使用 62.5kHz、125kHz、250kHz 和 500kHz 带宽，使其适用于各种物联网节点的设计，支持 EU868 和 US915。

这款 Wio E5 模块采用工业标准设计，因此非常适合用于设计工业物联网产品，工作温度范围宽达 -40℃ ~ 85℃。

如果您对 LoRa® 和 LoRaWAN® 不太熟悉，请查看这篇文章 LoRapedia 了解详情。

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（极其紧凑的尺寸，比 1 欧元硬币还小）

特性

超低功耗：睡眠电流低至 2.1uA（WOR 模式）
极致紧凑尺寸：12mm 12mm 2.5mm 28 引脚 SMT
高性能：TXOP=22dBm@868/915MHz；SF12 在 125KHz BW 下灵敏度为 -136.5dBm
长距离使用：158dB 链路预算
无线连接：内嵌 LoRaWAN® 协议，AT 命令，支持全球 LoRaWAN® 频率计划
全球兼容性：宽频率范围；EU868 / US915 / AU915 / AS923 / KR920 / IN865
极大灵活性：对于想要在模块 MCU 上开发软件的用户，MCU 的其他 GPIO 可以轻松操作，包括 UART、I2C、ADC 等。这些丰富的 GPIO 接口对于需要扩展外设的用户非常有用。
FCC、CE、IC 和 Telec 认证

应用

适用于 LoRaWAN® 传感器节点和任何无线通信应用。

applications

应用说明

1. 出厂 AT 固件

Wio-E5 系列内置 AT 命令固件，支持 LoRaWAN® Class A/B/C 协议和宽频率计划：EU868/US915/AU915/AS923/KR920/IN865。使用此 AT 命令固件，开发者可以轻松快速地构建原型或应用。

AT 命令固件包含用于 DFU 的引导加载程序和 AT 应用程序。"PB13/SPI_SCK/BOOT" 引脚用于控制 Wio-E5 停留在引导加载程序或跳转到 AT 应用程序。当 PB13 为高电平时，模块将在复位后跳转到 AT 应用程序，默认波特率为 9600。当 PB13 为低电平时（按下 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件上的"Boot"按钮），模块将停留在引导加载程序中，并以 115200 波特率每秒持续发送"C"字符。

note

出厂 AT 固件使用 RDP（读保护）级别 1 编程，开发者需要首先使用 STM32Cube Programmer 移除 RDP。请注意，将 RDP 回退到级别 0 将导致闪存大容量擦除，出厂 AT 固件无法再次恢复。
Wio-E5 模块上的"PB13/SPI_SCK/BOOT"引脚只是一个普通的 GPIO，不是 MCU 的"BOOT0"引脚。这个"PB13/SPI_SCK/BOOT"引脚在出厂 AT 固件的引导加载程序中使用，用于决定跳转到 APP 还是停留在引导加载程序中（用于 DFU）。真正的"BOOT0"引脚没有引出到模块，因此用户在开发低功耗应用时需要小心。

2. 时钟配置

2.1 HSE

32MHz TCXO
TCXO 电源：PB0-VDD_TCXO

2.2 LSE

32.768KHz 晶体振荡器

3. RF 开关

Wio-E5 模块仅通过 RFO_HP 发射：

接收：PA4=1，PA5=0
发射（高输出功率，SMPS 模式）：PA4=0，PA5=1

硬件引脚图

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规格参数

项目	参数	规格				单位
结构	尺寸	12(W)12(L)2.5(H)				mm
结构	封装	28 引脚，SMT
电气特性	电源供电	3.3V 类型				V
	睡眠电流	2.1uA(WDT 开启)				uA
	工作电流 (发射器+MCU)	50mA @10dBm 434MHz 类型				mA
		111mA @22dBm 470MHz 类型
		111mA @22dBm 868MHz 类型
	工作电流 (接收器+MCU)	6.7mA @BW125kHz, 868MHz 类型				mA
		6.7mA @BW125kHz, 434MHz 类型
		6.7mA @BW125kHz, 470MHz 类型
	输出功率	10dBm 最大 @434MHz				dBm
		22dBm 最大 @470MHz
		22dBm 最大 @868MHz
	灵敏度	@SF12, BW125kHz				dBm
		Fr(MHz)	最小	典型	最大
		434	-	-134.5	-136
		470	-	-136.5	-137.5
		868	-	-135	-137
	谐波	< -36dBm 1GHz 以下				dBm
	谐波	< -40dBm 1GHz 以上				dBm
接口	RFIO	RF 端口
	UART	3 组 UART，包含 2 个引脚
	I2C	1 组 I2C，包含 2 个引脚
	ADC	1 个 ADC 输入，包含 1 个引脚，12 位 1Msps
	NRST	手动复位引脚输入
	SPI	1 组 SPI，包含 4 个引脚

资源

认证：

库文件：

入门指南

1. AT 命令快速入门

1.1 准备工作

步骤 1. 通过 Type-C 线缆将 Wio-E5 开发板连接到 PC
步骤 2. 打开串口工具（如 Arduino 串口监视器），选择正确的 COM 端口，设置波特率为 9600，选择 Both NL & CR
步骤 3. 尝试发送 "AT"，您将看到响应。

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1.2 基本 AT 命令

AT+ID // 读取全部，DevAddr(ABP)，DevEui(OTAA)，AppEui(OTAA)
AT+ID=DevAddr // 读取 DevAddr
AT+ID=DevEui // 读取 DevEui
AT+ID=AppEui // 读取 AppEui
AT+ID=DevAddr,"devaddr" // 设置新的 DevAddr
AT+ID=DevEui,"deveui" // 设置新的 DevEui
AT+ID=AppEui,"appeui" // 设置新的 AppEui
AT+KEY=APPKEY,"16 bytes length key" // 更改应用会话密钥
AT+DR=band // 更改频段计划
AT+DR=SCHEME // 检查当前频段
AT+CH=NUM, 0-7 // 启用通道 0~7
AT+MODE="mode" // 选择工作模式：LWOTAA、LWABP 或 TEST
AT+JOIN // 发送 JOIN 请求
AT+MSG="Data to send" // 用于发送字符串格式帧，无需服务器确认
AT+CMSG="Data to send" // 用于发送字符串格式帧，必须由服务器确认
AT+MSGHEX="xx xx xx xx" // 用于发送十六进制格式帧，无需服务器确认
AT+CMSGHEX="xx xx xx xx" // 用于发送十六进制格式帧，必须由服务器确认

1.3 连接并发送数据到 The Things Network

步骤 1. 访问 The Things Network 网站并注册新账户
步骤 2. 登录后，点击您的个人资料并选择 Console

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步骤 3. 选择一个集群开始添加设备和网关

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步骤 4. 点击 Go to applications

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步骤 5. 点击 + Add application

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步骤 6. 填写 Application ID 并点击 Create application

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注意： 这里 Application name 和 Description 不是必填字段。如果 Application name 留空，默认将使用与 Application ID 相同的名称

以下是新创建的应用程序

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步骤 7. 点击 + Add end device

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步骤 8. 点击 Manually，手动输入注册凭据

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步骤 9. 根据您的地区选择 Frequency plan。同时确保您使用与将连接此设备的网关相同的频率。选择 MAC V1.0.2 作为 LoRaWAN® version，选择 PHY V1.0.2 REV B 作为 Regional Parameters version。这些设置是根据 Wio-E5 的 LoraWAN® 协议栈配置的。

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步骤 10. 当 Wio-E5 模块仍可通过串行控制台访问时，在串行监视器上发送以下 AT 命令：
- AT+ID=DevEui 获取您的设备 EUI
- AT+ID=AppEui，获取您的应用 EUI
- AT+KEY=APPKEY,"2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C" 设置应用密钥

输出将如下所示：

Tx: AT+ID=DevEui
Rx: +ID: DevEui, 2C:F7:F1:20:24:90:03:63
Tx: AT+ID=AppEui
Rx: +ID: AppEui, 80:00:00:00:00:00:00:07
Tx: AT+KEY=APPKEY,"2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C"
Rx: +KEY: APPKEY 2B7E151628AED2A6ABF7158809CF4F3C

步骤 11. 将上述信息复制并粘贴到 DevEUI、AppEUI 和 AppKey 字段中。当我们填写 DevEUI 时，End device ID 字段将自动填充。最后点击 Register end device

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步骤 12. 在 TTN 控制台注册您的 LoRaWAN® 网关。请参考此处显示的说明
步骤 13. 输入以下 AT 命令连接到 TTN

// If you are using US915
AT+DR=US915
AT+CH=NUM,8-15

// If you are using EU868
AT+DR=EU868
AT+CH=NUM,0-2

AT+MODE=LWOTAA
AT+JOIN

The output on serial monitor will be as follows:

Tx: AT+DR=US915
Rx: +DR: US915
Tx: AT+CH=NUM,8-15
Rx: +CH: NUM, 8-15

Tx: AT+MODE=LWOTAA
Rx: +MODE: LWOTAA

Tx: AT+JOIN
Rx: +JOIN: Start
+JOIN: NORMAL
+JOIN: Network joined
+JOIN: NetID 000013 DevAddr 26:01:5F:66
+JOIN: Done

如果您在串口控制台看到 +JOIN: Network joined，这意味着您的设备已成功连接到 TTN！

您也可以在 End devices 页面检查您的设备状态

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步骤 14. 输入以下 AT 命令向 TTN 发送数据

// send string "HELLO" to TTN 
Tx: AT+MSG=HELLO
Rx: +MSG: Start
+MSG: FPENDING
+MSG: RXWIN2, RSSI -112, SNR -1.0
+MSG: Done
// send hex "00 11 22 33 44" 
Tx: AT+MSGHEX="00 11 22 33 44"
Rx: +MSGHEX: Start
+MSGHEX: Done

有关 AT 命令的更多信息，请参考 WIo-E5 AT 命令规范

使用 STM32Cube MCU 包进行开发

本节面向 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件，旨在使用 STM32WL 系列的 STM32Cube MCU 包（SDK）构建多个应用程序。

注意： 我们现在已经更新了库以支持 v1.1.0，这是 STM32WL 系列 STM32Cube MCU 包的最新版本。

note

请先阅读擦除出厂 AT 固件部分，因为我们需要在使用 SDK 编程之前擦除出厂 AT 固件。擦除出厂 AT 固件后，它无法恢复。

准备工作

软件：

STM32CubeIDE：用于编译和调试
STM32CubeProgrammer：用于对 STM32 设备进行编程

硬件：

连接到 LoRaWAN® 网络服务器的 LoRaWAN® 网关（例如 TTN）
一根 USB Type-C 数据线和一个 ST-LINK。将 Type-C 数据线连接到板子的 Type-C 端口以供电和串行通信。将 ST-LINK 连接到 SWD 引脚，如下所示

connection

GPIO 配置概述

由于 Wio-E5 系列的硬件设计与 NUCLEO-WL55JC（ST 官方的 STM32WL55JC 开发板）略有不同，开发者需要重新配置一些 GPIO，以使 SDK 示例适配 Wio-E5 系列。我们已经重新配置了 GPIO，但我们认为有必要指出差异。

SDK 示例标签	NUCLEO-WL55JC 的 GPIO	Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件的 GPIO
RF_CTRL1	PC4	PA4
RF_CTRL2	PC5	PA5
RF_CTRL3	PC3	None
BUT1	PA0	PB13 (Boot 按钮)
BUT2	PA1	None
BUT3	PC6	None
LED1	PB15	None
LED2	PB9	PB5
LED3	PB11	None
DBG1	PB12	PA0 (D0 按钮)
DBG2	PB13	PB10
DBG3	PB14	PB3
DBG4	PB10	PB4
USART	USART2(PA2/PA3)	USART1: PB6=TX , PB7=RX

应用

现在我们将探索 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件与 STM32Cube MCU Package for STM32WL 系列（SDK）的几个应用。

LoRaWAN® 终端节点

此应用将 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件连接到 TTN（The Things Network），并在与 LoRaWAN® 网关连接后发送数据。

步骤 1. 点击这里访问 Seeed-Studio/LoRaWan-E5-Node 仓库并将其下载为 ZIP 文件

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步骤 2. 解压 ZIP 文件并导航到 Wio-E5-Node > Projects > Applications > LoRaWAN > LoRaWAN_End_Node > STM32CubeIDE
步骤 3. 双击 .project 文件

注意： 对于 MAC，应该采用以下选项之一来打开项目：
- 1. 导航到 Wio-E5-Node > Projects > Applications > LoRaWAN > LoRaWAN_End_Node。双击文件 "LoRaWAN_End_Node.ioc"。
- 2. 使用 "Import Projects from File System or Archieve"，如下图所示。

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步骤 4. 右键点击项目并点击 Properties

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步骤 5. 导航到 C/C++ Build > Settings > MCU Post build outputs，勾选 Convert to Intel Hex file (-O ihex) 并点击 Apply and Close

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步骤 6. 点击 Build 'Debug'，它应该编译无误

build

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现在我们将修改我们的 Device EUI、Application EUI、Application KEY 和 LoRawan Region

步骤 7. 请按照这里的指南设置您的 TTN 应用程序，获取您的 Application EUI 并将其复制到 LoRaWAN/App/se-identity.h 中的宏定义 LORAWAN_JOIN_EUI，例如，这里的 Application EUI 是 80 00 00 00 00 00 00 0x07：

// LoRaWAN/App/se-identity.h

/*!
 * App/Join server IEEE EUI (big endian)
 */
#define LORAWAN_JOIN_EUI                                   { 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x07 }

步骤 8. 此外，您可以通过在 LoRaWAN/App/se-identity.h 中设置宏定义 LORAWAN_DEVICE_EUI 和 LORAWAN_NWK_KEY 来修改您的 Device EUI 和 Application Key。确保 LORAWAN_DEVICE_EUI 和 LORAWAN_NWK_KEY 与 TTN 控制台中的 Device EUI 和 App Key 相同。

// LoRaWAN/App/se-identity.h

/*!
 * end-device IEEE EUI (big endian)
 */
#define LORAWAN_DEVICE_EUI                                 { 0x2C, 0xF7, 0xF1, 0x20, 0x24, 0x90, 0x03, 0x63 }

/*!
 * Network root key
 */
#define LORAWAN_NWK_KEY                                    2B,7E,15,16,28,AE,D2,A6,AB,F7,15,88,09,CF,4F,3C

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步骤 9. 默认的 LoRaWAN® 区域是 EU868，您可以通过在 LoRaWAN/App/lora_app.h 中设置宏定义 ACTIVE_REGION 来修改它

// LoRaWAN/App/lora_app.h

/* LoraWAN application configuration (Mw is configured by lorawan_conf.h) */
/* Available: LORAMAC_REGION_AS923, LORAMAC_REGION_AU915, LORAMAC_REGION_EU868, LORAMAC_REGION_KR920, LORAMAC_REGION_IN865, LORAMAC_REGION_US915, LORAMAC_REGION_RU864 */
#define ACTIVE_REGION                               LORAMAC_REGION_US915

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步骤 10. 完成上述修改后，重新构建示例并烧录到您的 Wio-E5。打开 STM32CubeProgrammer，将 ST-LINK 连接到您的 PC，按住设备的 RESET 按钮，然后点击 Connect 并释放 RESET 按钮：

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步骤 11. 确保读出保护为 AA，如果显示为 BB，请选择 AA 并点击 Apply：

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步骤 12. 现在，转到 Erasing & Programming 页面，选择您的 hex 文件路径（例如：C:\Users\user\Downloads\LoRaWan-E5-Node\Projects\Applications\LoRaWAN\LoRaWAN_End_Node\STM32CubeIDE\Debug\LoRaWAN_End_Node.hex），按照下图选择编程选项，然后点击 Start Programming！

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编程完成后，您将看到 Download verified successfully 消息。

步骤 13. 如果您的 LoRaWAN® 网关和 TTN 已设置完成，Wio-E5 将在重置后成功加入！每 30 秒会向 TTN 发送一个确认 LoRaWAN® 数据包。如果加入成功，串口监视器（这里使用 Arduino 串口监视器）将打印以下日志：

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恭喜！现在您已经将 Wio-E5 连接到 LoRaWAN® 网络！您现在可以继续开发更多令人兴奋的 LoRaWAN® 终端节点应用程序！

注意： Wio-E5 仅支持高功率输出模式，因此您不能在 radio_board_if.h 中使用这些宏定义：

#define RBI_CONF_RFO     RBI_CONF_RFO_LP_HP
// or
#define RBI_CONF_RFO     RBI_CONF_RFO_LP

尽管 RBI_CONF_RFO 在 radio_board_if.h 中被定义为 RBI_CONF_RFO_LP_HP，但它不会被使用，因为定义了 USE_BSP_DRIVER 并且 BSP_RADIO_GetTxConfig() 函数返回 RADIO_CONF_RFO_HP

FreeRTOS LoRaWAN®

此应用程序还将连接 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件与 TTN（The Things Network），并在连接到 LoRaWAN® 网关后发送数据。之前的 LoRaWAN 终端节点应用程序与此 FreeRTOS LoRaWAN® 应用程序之间的区别在于，前者运行在裸机上，而后者运行在 FreeRTOS 下。

步骤 1. 点击这里访问 Seeed-Studio/LoRaWan-E5-Node 仓库并将其下载为 ZIP 文件

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步骤 2. 解压 ZIP 文件并导航到 LoRaWan-E5-Node > Projects > Applications > FreeRTOS > FreeRTOS_LoRaWAN
步骤 3. 双击 .project 文件
步骤 4. 参考之前 LoRaWAN® 终端节点应用程序的步骤 4 - 步骤 13，将 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件连接到 TTN！

FreeRTOS LoRaWAN® AT

此应用程序还将连接 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件与 TTN（The Things Network），并在连接到 LoRaWAN® 网关后发送数据。之前的 FreeRTOS LoRaWAN® 应用程序与此应用程序之间的区别在于，您可以使用 AT 命令。

步骤 1. 点击这里访问 Seeed-Studio/LoRaWan-E5-Node 仓库并将其下载为 ZIP 文件

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步骤 2. 解压 ZIP 文件并导航到 LoRaWan-E5-Node > Projects > Applications > FreeRTOS > FreeRTOS_LoRaWAN_AT
步骤 3. 双击 .project 文件
步骤 4. 参考之前 LoRaWAN® 终端节点应用程序的步骤 4 - 步骤 12
步骤 5. 打开串口监视器，如 Arduino 串口监视器，您将看到以下输出

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步骤 6. 输入 AT? 并按 ENTER 查看所有可用的 AT 命令

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步骤 7. 如果您仍想更改 设备 EUI、应用程序 EUI、应用程序密钥和 LoRawan 区域，您可以使用 AT 命令进行更改。但是，这些参数已经在此示例的 se-identity.h 和 lora_app.h 中设置
步骤 8. 输入 AT+JOIN=1，一旦加入成功，您将看到以下输出！

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注意： 这里应该使用 AT+JOIN=(Mode) 格式。Mode 对应 0 表示 ABP 或 1 表示 OTAA

FreeRTOS LowPower

此应用程序将在 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件上启用低功耗模式。一旦刷入应用程序，开发板将正常消耗功率 2 秒，然后进入低功耗模式 2 秒，如此循环。

步骤 1. 点击这里访问 Seeed-Studio/LoRaWan-E5-Node 仓库并将其下载为 ZIP 文件

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步骤 2. 解压 ZIP 文件并导航到 LoRaWan-E5-Node > Projects > Applications > FreeRTOS > FreeRTOS_LowPower
步骤 3. 双击 .project 文件
步骤 4. 右键点击项目并点击 Properties

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步骤 5. 导航到 C/C++ Build > Settings > MCU Post build outputs，勾选 Convert to Intel Hex file (-O ihex) 并点击 Apply and Close

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步骤 6. 点击 Build 'Debug'，它应该编译无误

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步骤 7. 打开 STM32CubeProgrammer，将 ST-LINK 连接到您的 PC，按住设备的 RESET 按钮，然后点击 Connect 并释放 RESET 按钮：

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步骤 8. 确保读出保护为 AA，如果显示为 BB，请选择 AA 并点击 Apply：

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步骤 9. 现在，转到 Erasing & Programming 页面，选择您的 hex 文件路径（例如：C:\Users\user\Downloads\LoRaWan-E5-Node\Projects\Applications\FreeRTOS\FreeRTOS_LowPower\Debug\FreeRTOS_LowPower.hex），按照下图选择编程选项，然后点击 Start Programming！

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编程完成后，您将看到消息 Download verified successfully。

步骤 10. 通过连接功率计将 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件连接到 PC。您会注意到板上的红色 LED 每秒闪烁一次，板子在正常和低功耗状态之间切换（功率计上的电流在低功耗状态下降低 1 秒，然后在正常工作状态下回升 1 秒）

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低功耗

此应用程序还将在 Wio-E5 mini/ Wio-E5 开发套件上启用低功耗模式。之前的 FreeRTOS LowPower 应用程序和此低功耗应用程序之间的区别在于，前者在 FreeRTOS 下运行，而后者在裸机上运行。

步骤 1. 点击这里访问 Seeed-Studio/LoRaWan-E5-Node 仓库并将其下载为 ZIP 文件

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步骤 2. 解压 ZIP 文件并导航到 LoRaWan-E5-Node > Projects > Applications > LowPower
步骤 3. 双击 .project 文件
步骤 4. 参考之前 FreeRTOS LowPower 应用程序的步骤 4 - 步骤 10，最终您将在功率计上看到相同的输出！

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FreeRTOS LoRaWAN® AT​

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