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Seeed Studio XIAO ESP32-C5 Wi-Fi 吞吐量测试工具

Seeed Studio XIAO ESP32-C5 以 ESP32-C5 作为其核心处理器。ESP32-C5 是业界首款支持双频 Wi-Fi 6 (802.11ax) 的 RISC-V 微控制器，同时支持 2.4GHz 和 5GHz 频段。凭借卓越的无线性能，它在智能家居、物联网 (IoT) 和各种其他场景中具有巨大的应用潜力。

在实际使用中，Wi-Fi 的实际数据吞吐量是衡量传输能力的最重要指标之一。 接下来，我们将使用 Wi-Fi 吞吐量测试工具来直观展示基于 Wi-Fi 6 的 XIAO ESP32-C5 在 2.4GHz 和 5GHz 频段上的强大数据吞吐能力！

本教程将使用 ESP-IDF 进行开发。

参考：ESP-IDF 编程指南

硬件准备​

您需要准备一块 XIAO ESP32-C5 开发板。

Seeed Studio XIAO ESP32-C5
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天线安装​

在 Seeed Studio XIAO ESP32-C5 的包装内，有一个专用的 Wi-Fi/BT 天线连接器。为了获得最佳的 WiFi/蓝牙信号强度，您需要取出包装中包含的天线并将其连接到连接器上。

tip

如果您想获得更强的信号增益效果，可以购买并安装 2.4G/5G 外置天线（RP-SMA 公头连接器） — 它比包装中包含的内置 FPC 天线提供更高的增益！

2.4G/5G 外置天线（RP-SMA 公头连接器）
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软件准备​

安装 ESP-IDF​

tip

本教程在 Windows 开发环境中开发。关于在 Linux / Mac 上进行 ESP-IDF 操作，请参考 使用 Espressif ESP-IDF 在 XIAO 上开发

Windows 系统

步骤 1. 点击 ESP32-IDF Tools Installer


步骤 2. 选择合适的版本进行下载。

tip

XIAO ESP32-C5 需要 ESP-IDF v5.5 或更高版本。


步骤 3. 安装

  1. 在下载的文件中，找到 esp-idf-tools-setup-offline-5.5.2.exe 并双击开始安装。选择您偏好的安装语言

  1. 选择 I accept the agreement，然后点击 Next。

  1. 点击 Next。

  1. 选择安装路径。安装需要大量存储空间，请选择合适的位置。

  1. 保持默认设置；无需更改。

  1. 点击 Install 并等待安装完成。这可能需要一些时间。

  1. 安装完成后，Windows 桌面上将显示以下两个快捷方式。

Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS 系统

步骤 1. 安装依赖项

# Linux
sudo apt update && sudo apt install \
    git wget flex bison gperf python3 python3-pip python3-venv \
    cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util libusb-1.0-0
#macOS
brew install git wget cmake ninja dfu-util ccache python3
pip3 install pyserial

步骤 2. 克隆指定版本的仓库。

mkdir -p ~/esp
cd ~/esp
git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git -b v5.5.1 esp-idf-v5.5.1

步骤 3. 安装工具链

cd ~/esp/esp-idf-v5.5.1
./install.sh esp32c5

步骤 4. 添加环境变量

. $HOME/esp/esp-idf-v5.5.1/export.sh

安装 iperf​

Windows 系统

步骤 1. 点击 iperf，然后下载


步骤 2. 将其放置在合适的文件夹中，然后右键点击并在此处打开终端。此步骤将在稍后使用。


Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS 系统

# Ubuntu/Debian
sudo apt install iperf

# macOS
brew install iperf

克隆测试项目​

git clone https://github.com/limengdu/XIAO-ESP32C5_iperf_test.git

Windows 系统

步骤 1. 点击桌面上的 ESP-IDF 5.5 PowerShell；然后将执行环境检查。

步骤 2. 打开克隆的测试项目

cd C:\User\yourname\XIAO-ESP32C5_iperf_test

步骤 3. 将目标芯片设置为 esp32c5

idf.py --preview set-target esp32c5

步骤 4. 构建项目

idf.py build

构建完成

步骤 5. 将代码烧录到 XIAO ESP32-C5 并打开串口监视器

您可以选择使用 idf.py flash 进行烧录；IDF 烧录工具会自动检测您的端口进行烧录，也可以使用 idf.py -p PORT flash 指定端口。在 Windows 上，您可以打开设备管理器来检查端口。

 idf.py flash monitor
or
 idf.py -p PORT flash monitor
or

指定烧录端口（具体端口号取决于您设备的端口。）

idf.py -p COM69 flash monitor

烧录成功后，终端将显示 iperf> 提示符。


tip

如果没有出现 iperf> 提示符，请关闭 XIAO ESP32-C5 的电源，然后按下板载 Reset 按钮将其唤醒并重新连接。

适用于 Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS

# Navigate to the project directory
cd esp32c5_iperf_test

# Set the target chip
idf.py --preview set-target esp32c5

# Compile the project
idf.py build

# Flash the firmware and open the serial monitor
idf.py flash monitor

Wi-Fi 数据吞吐量测试​

我们将使用 TCP 和 UDP 协议测试 XIAO ESP32-C5 在 2.4 GHz 和 5 GHz 频段的 Wi-Fi 数据吞吐量。

为什么我们需要同时测试 TCP 和 UDP？
在评估 XIAO ESP32-C5 的 Wi-Fi RF 性能时，TCP 和 UDP 提供了两个完全不同的视角：

  • TCP 测试（测量应用体验）： TCP 是一种面向连接的可靠协议，包含握手、重传和拥塞控制机制。

    • 目的： 模拟对数据完整性要求严格的真实应用，如网页浏览、OTA 更新和 MQTT 控制。它反映了芯片在确保零数据丢失的同时处理复杂协议栈的整体能力（即稳定性）。

  • UDP 测试（测量硬件极限）： UDP 是一种无连接协议，专注于发送数据而不保证传输。

    • 目的： 移除协议层确认开销，最大化 Wi-Fi 无线电的物理带宽极限。常用于音频/视频流测试，它揭示了芯片在 2.4GHz 和 5GHz 频段的最大"纯净"吞吐量潜力（即速度）。

检查 IP 地址​

检查您的计算机连接的网络的 IP 地址，因为它将在后续步骤中使用。

# macOS/Linux
ifconfig | grep "inet " | grep -v 127.0.0.1

# Windows
ipconfig

2.4GHz 频段吞吐量测试​

实际测量 XIAO ESP32-C5 在 2.4GHz 频段的 Wi-Fi 数据吞吐量。

  • 将 XIAO ESP32-C5 连接到 2.4G WiFi 网络
sta <Your WiFi Name> <Your WiFi Password>

终端随后将打印 Wi-Fi 连接信息。您需要记下 XIAO ESP32-C5 的 IP 地址。

TCP 吞吐量测试​

tip

请确保您的计算机和 XIAO ESP32-C5 连接到同一个 WiFi 网络或路由器。

  1. 下载测试（XIAO ESP32-C5 接收数据）

    1.1. 在 XIAO ESP32-C5 端执行命令

    iperf -s -i 1

    1.2. 在 PC 端执行命令

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -c <IP address of ESP32> -i 1 -t 60
    • Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS
    iperf -c <IP address of ESP32> -i 1 -t 60
  • 测试结果

从测试结果可以看出，XIAO ESP32-C5 在 2.4G WiFi 上的平均 TCP 下载速度为 15 Mbps

  1. 测试（XIAO ESP32-C5 发送数据）

    2.1 在 XIAO ESP32-C5 端执行命令

    iperf -c <IP address of PC> -i 1 -t 60

    2.2 在 PC 端执行命令

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -s -i 1
    • Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS
    iperf -s -i 1
  • 测试结果

从测试结果可以看出，XIAO ESP32-C5 在 2.4G WiFi 上的平均 TCP 上传速度为 17 Mbps。

UDP 吞吐量测试​

tip

请确保您的计算机和 XIAO ESP32-C5 连接到同一个 WiFi 网络或路由器。

  1. 下载测试（XIAO ESP32-C5 接收数据）

    1.1. 在 XIAO ESP32-C5 端执行命令

    iperf -s -u -i 1

    1.2. 在 PC 端执行命令

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -c <IP address of ESP32> -u -b 100M -i 1 -t 60
    • Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS
    iperf -c <IP address of ESP32> -u -b 100M -i 1 -t 60
  • 测试结果

从测试结果可以看出，XIAO ESP32-C5 在 2.4G WiFi 上的平均 UDP 下载速度为 18 Mbps。

  1. 测试（XIAO ESP32-C5 发送数据）

    2.1 在 XIAO ESP32-C5 端执行命令

    iperf -c <IP address of PC> -u -b 100M -i 1 -t 60

    2.2 在 PC 端执行命令

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -s -u -i 1
    • Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS
    iperf -s -u -i 1
  • 测试结果

从测试结果可以看出，XIAO ESP32-C5 在 2.4G WiFi 上的平均 UDP 上传速度为 27 Mbps。

tip

以上测试结果仅供参考。请以实际情况为准。

5GHz 频段吞吐量测试​

实际测量 XIAO ESP32-C5 在 5GHz 频段的 Wi-Fi 数据吞吐量。

  • 将 XIAO ESP32-C5 连接到 5G WiFi 网络
sta <Your WiFi Name> <Your WiFi Password>

终端随后将打印 Wi-Fi 连接信息。您需要记下 XIAO ESP32-C5 的 IP 地址。

TCP 吞吐量测试​

tip

请确保您的计算机和 XIAO ESP32-C5 连接到同一个 WiFi 网络或路由器。

  1. 下载测试（XIAO ESP32-C5 接收数据）

    1.1. 在 XIAO ESP32-C5 端执行命令

    iperf -s -i 1

    1.2. 在 PC 端执行命令

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -c <IP address of ESP32> -i 1 -t 60
    • Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS
    iperf -c <IP address of ESP32> -i 1 -t 60
  • 测试结果

从测试结果可以看出，XIAO ESP32-C5 在 5G WiFi 上的平均 UDP 下载速度为 27 Mbps。

  1. 测试（XIAO ESP32-C5 发送数据）

    2.1 在 XIAO ESP32-C5 端执行命令

    iperf -c <IP address of PC> -i 1 -t 60

    2.2 在 PC 端执行命令

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -s -i 1
    • Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS
    iperf -s -i 1
  • 测试结果

从测试结果可以看出，XIAO ESP32-C5 在 5G WiFi 上的平均 UDP 上传速度为 29 Mbps。

UDP 吞吐量测试​

tip

请确保您的计算机和 XIAO ESP32-C5 连接到同一个 WiFi 网络或路由器。

  1. 下载测试（XIAO ESP32-C5 接收数据）

    1.1. 在 XIAO ESP32-C5 端执行命令

    iperf -s -u -i 1

    1.2. 在 PC 端执行命令

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -c <IP address of ESP32> -u -b 100M -i 1 -t 60
    • Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS
    iperf -c <IP address of ESP32> -u -b 100M -i 1 -t 60
  • 测试结果

从测试结果可以看出，XIAO ESP32-C5 在 5G WiFi 上的平均 TCP 上传速度为 50 Mbps。

  1. 测试（XIAO ESP32-C5 发送数据）

    2.1 在 XIAO ESP32-C5 端执行命令

    iperf -c <IP address of PC> -u -b 100M -i 1 -t 60

    2.2 在 PC 端执行命令

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -s -u -i 1
    • Linux(Ubuntu/Debian) 和 macOS
    iperf -s -u -i 1
  • 测试结果

从测试结果可以看出，XIAO ESP32-C5 在 5G WiFi 上的平均 TCP 上传速度为 50 Mbps。

结论​

测试结果表明，XIAO ESP32-C5 在 2.4 GHz 和 5 GHz 双频 Wi-Fi 6 环境中都表现出优异的数据传输性能，非常适合高带宽、低延迟的无线应用。

此外，本教程中的测试方法适用于整个 XIAO ESP 系列开发板。您只需参考本 Wiki 中的指南并在编译时调整目标芯片，即可对其他开发板执行相同的性能评估。我们期待您探索其潜力并与社区分享您的发现！

技术支持与产品讨论​

感谢您选择我们的产品！我们在此为您提供不同的支持，以确保您使用我们产品的体验尽可能顺畅。我们提供多种沟通渠道，以满足不同的偏好和需求。

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