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Ferramenta de Teste de Throughput Wi-Fi Seeed Studio XIAO ESP32-C5

O Seeed Studio XIAO ESP32-C5 utiliza o ESP32-C5 como processador principal. O ESP32-C5 é o primeiro microcontrolador RISC-V da indústria a suportar Wi-Fi 6 (802.11ax) dual-band nas bandas de 2,4GHz e 5GHz. Com desempenho sem fio excepcional, ele possui grande potencial para aplicações em casas inteligentes, Internet das Coisas (IoT) e diversos outros cenários.

No uso prático, o throughput real de dados do Wi-Fi é uma das métricas mais importantes para medir a capacidade de transmissão. Em seguida, usaremos uma ferramenta de teste de throughput Wi-Fi para demonstrar visualmente o poderoso throughput de dados do XIAO ESP32-C5 baseado em Wi-Fi 6, tanto na banda de 2,4GHz quanto na de 5GHz!

Este wiki será desenvolvido usando o ESP-IDF.

Referência: ESP-IDF Programming Guide

Preparação de Hardware​

Você precisará preparar uma placa XIAO ESP32-C5.

Seeed Studio XIAO ESP32-C5
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Instalação da Antena​

Dentro da embalagem do Seeed Studio XIAO ESP32-C5, há um conector dedicado de Antena Wi-Fi/BT. Para obter a melhor intensidade de sinal WiFi/Bluetooth, você precisa retirar a antena incluída no pacote e conectá-la ao conector.

dica

Se você deseja obter um efeito de ganho de sinal ainda mais forte, pode adquirir e instalar uma Antena Externa 2.4G/5G com Conector RP-SMA Macho — ela oferece um ganho muito maior do que a antena FPC interna incluída no pacote!

Antena Externa 2.4G/5G com Conector RP-SMA Macho
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Preparação de Software​

Instalar o ESP-IDF​

dica

Este wiki é desenvolvido em um ambiente de desenvolvimento Windows. Para operações ESP-IDF em Linux / Mac, consulte Developed on XIAO using Espressif ESP-IDF

Para Windows

Passo 1. Clique em ESP32-IDF Tools Installer


Passo 2. Escolha uma versão apropriada para download.

dica

O XIAO ESP32-C5 requer ESP-IDF v5.5 ou posterior.


Passo 3. Instalar

  1. Nos arquivos baixados, localize esp-idf-tools-setup-offline-5.5.2.exe e clique duas vezes para iniciar a instalação. Selecione o idioma de instalação de sua preferência

  1. Selecione I accept the agreement e clique em Next.

  1. Clique em Next.

  1. Escolha o caminho de instalação. A instalação requer uma quantidade significativa de espaço de armazenamento, portanto selecione um local adequado.

  1. Mantenha as configurações padrão; não é necessário fazer alterações.

  1. Clique em Install e aguarde a conclusão da instalação. Isso pode levar algum tempo.

  1. Após a conclusão da instalação, os dois atalhos a seguir serão exibidos na área de trabalho do Windows.

Para Linux(Ubuntu/Debian) & macOS

Passo 1. Instalar dependências

# 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

Passo 2. Clonar a versão especificada do repositório.

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

Passo 3. Instalar a toolchain

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

Passo 4. Adicionar variáveis de ambiente

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

Instalar o iperf​

Para Windows

Passo 1. Clique em iperf, depois faça o download


Passo 2. Coloque-o em uma pasta adequada, depois clique com o botão direito e abra um terminal ali. Esta etapa será usada mais tarde.


Para Linux(Ubuntu/Debian) & macOS

# Ubuntu/Debian
sudo apt install iperf

# macOS
brew install iperf

Clonar o projeto de teste.​

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

Para Windows

Passo 1. Clique em ESP-IDF 5.5 PowerShell na área de trabalho; uma verificação de ambiente será então executada.

Passo 2. Abra o projeto de teste clonado

cd C:\User\yourname\XIAO-ESP32C5_iperf_test

Passo 3. Defina o chip de destino como esp32c5

idf.py --preview set-target esp32c5

Passo 4. Compile o projeto

idf.py build

Compilação concluída

Passo 5. Grave o código no XIAO ESP32-C5 e abra o monitor serial

Você pode optar por fazer o flash usando idf.py flash; a ferramenta de gravação do IDF detectará automaticamente sua porta para gravação, e também especificar a porta usando idf.py -p PORT flash. No Windows, você pode abrir o Gerenciador de Dispositivos para verificar a porta.

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

Especifique a porta para gravação (o número de porta específico depende da porta do seu dispositivo.)

idf.py -p COM69 flash monitor

Após o flash ser concluído com sucesso, o terminal exibirá o prompt iperf>.


dica

Se o prompt iperf> não aparecer, desligue a alimentação do XIAO ESP32-C5 e, em seguida, pressione o botão Reset onboard para despertá‑lo e reconectá‑lo.

Para Linux(Ubuntu/Debian) & 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

Teste de taxa de transferência de dados Wi‑Fi​

Vamos testar a taxa de transferência de dados Wi‑Fi do XIAO ESP32-C5 nas bandas de 2,4 GHz e 5 GHz usando os protocolos TCP e UDP.

Por que precisamos testar tanto TCP quanto UDP?
Ao avaliar o desempenho de RF Wi‑Fi do XIAO ESP32-C5, TCP e UDP fornecem duas perspectivas completamente diferentes:

  • Teste TCP (Mede a Experiência da Aplicação): TCP é um protocolo orientado à conexão e confiável, que inclui mecanismos de handshake, retransmissão e controle de congestionamento.

    • Objetivo: Simula aplicações do mundo real com requisitos rigorosos de integridade de dados, como navegação na web, atualizações OTA e controle MQTT. Reflete a capacidade geral do chip de lidar com pilhas de protocolo complexas garantindo perda zero de dados (ou seja, estabilidade).

  • Teste UDP (Mede os Limites de Hardware): UDP é um protocolo sem conexão que se concentra apenas no envio de dados sem garantir a entrega.

    • Objetivo: Remove a sobrecarga de confirmação na camada de protocolo para maximizar os limites de largura de banda física do rádio Wi‑Fi. Comumente usado para testes de streaming de áudio/vídeo, revela o máximo potencial de taxa de transferência "limpa" do chip nas bandas de 2,4GHz e 5GHz (ou seja, velocidade).

Verificar o Endereço IP​

Verifique o endereço IP da rede à qual seu computador está conectado, pois ele será usado nas etapas subsequentes.

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

# Windows
ipconfig

Teste de taxa de transferência na banda de 2,4GHz​

Medição real da taxa de transferência de dados Wi‑Fi do XIAO ESP32-C5 na banda de 2,4GHz.

  • Conecte o XIAO ESP32-C5 a uma rede WiFi de 2,4G
sta <Your WiFi Name> <Your WiFi Password>

O terminal então imprimirá as informações da conexão Wi‑Fi. Você precisa anotar o endereço IP do XIAO ESP32-C5.

Teste de taxa de transferência TCP​

dica

Certifique‑se de que seu computador e o XIAO ESP32-C5 estejam conectados à mesma rede ou roteador WiFi.

  1. Teste de Download (XIAO ESP32-C5 Recebendo Dados)

    1.1. Execute o comando no lado do XIAO ESP32-C5

    iperf -s -i 1

    1.2. Execute o comando no lado do PC

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -c <IP address of ESP32> -i 1 -t 60
    • Linux(Ubuntu/Debian) & macOS
    iperf -c <IP address of ESP32> -i 1 -t 60
  • Resultados do Teste

Pelos resultados do teste, podemos ver que a velocidade média de download TCP do XIAO ESP32-C5 em WiFi de 2,4G é de 15 Mbps

  1. Teste (XIAO ESP32-C5 Enviando Dados)

    2.1 Execute o comando no lado do XIAO ESP32-C5

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

    2.2 Execute o comando no lado do PC

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -s -i 1
    • Linux(Ubuntu/Debian) & macOS
    iperf -s -i 1
  • Resultados do Teste

Pelos resultados do teste, podemos ver que a velocidade média de upload TCP do XIAO ESP32-C5 em WiFi de 2,4G é de 17 Mbps.

Teste de taxa de transferência UDP​

dica

Certifique‑se de que seu computador e o XIAO ESP32-C5 estejam conectados à mesma rede ou roteador WiFi.

  1. Teste de Download (XIAO ESP32-C5 Recebendo Dados)

    1.1. Execute o comando no lado do XIAO ESP32-C5

    iperf -s -u -i 1

    1.2. Execute o comando no lado do PC

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -c <IP address of ESP32> -u -b 100M -i 1 -t 60
    • Linux(Ubuntu/Debian) & macOS
    iperf -c <IP address of ESP32> -u -b 100M -i 1 -t 60
  • Resultados do Teste

Pelos resultados do teste, podemos ver que a velocidade média de download UDP do XIAO ESP32-C5 em WiFi de 2,4G é de 18 Mbps.

  1. Teste (XIAO ESP32-C5 Enviando Dados)

    2.1 Execute o comando no lado do XIAO ESP32-C5

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

    2.2 Execute o comando no lado do PC

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -s -u -i 1
    • Linux(Ubuntu/Debian) & macOS
    iperf -s -u -i 1
  • Resultados do Teste

Pelos resultados do teste, podemos ver que a velocidade média de upload UDP do XIAO ESP32-C5 em WiFi de 2,4G é de 27 Mbps.

dica

Os resultados de teste acima são apenas para referência. Por favor, consulte as condições reais.

Teste de taxa de transferência na banda de 5GHz​

Medição real da taxa de transferência de dados Wi‑Fi do XIAO ESP32-C5 na banda de 5GHz.

  • Conecte o XIAO ESP32-C5 a uma rede WiFi de 5G
sta <Your WiFi Name> <Your WiFi Password>

O terminal então imprimirá as informações da conexão Wi‑Fi. Você precisa anotar o endereço IP do XIAO ESP32-C5.

Teste de taxa de transferência TCP​

dica

Certifique‑se de que seu computador e o XIAO ESP32-C5 estejam conectados à mesma rede ou roteador WiFi.

  1. Teste de Download (XIAO ESP32-C5 Recebendo Dados)

    1.1. Execute o comando no lado do XIAO ESP32-C5

    iperf -s -i 1

    1.2. Execute o comando no lado do PC

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -c <IP address of ESP32> -i 1 -t 60
    • Linux(Ubuntu/Debian) & macOS
    iperf -c <IP address of ESP32> -i 1 -t 60
  • Resultados do Teste

Pelos resultados do teste, podemos ver que a velocidade média de download UDP do XIAO ESP32-C5 em WiFi de 5G é de 27 Mbps.

  1. Teste (XIAO ESP32-C5 Enviando Dados)

    2.1 Execute o comando no lado do XIAO ESP32-C5

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

    2.2 Execute o comando no lado do PC

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -s -i 1
    • Linux(Ubuntu/Debian) & macOS
    iperf -s -i 1
  • Resultados do Teste

Pelos resultados do teste, podemos ver que a velocidade média de upload UDP do XIAO ESP32-C5 em WiFi de 5G é de 29 Mbps.

Teste de taxa de transferência UDP​

dica

Certifique‑se de que seu computador e o XIAO ESP32-C5 estejam conectados à mesma rede ou roteador WiFi.

  1. Teste de Download (XIAO ESP32-C5 Recebendo Dados)

    1.1. Execute o comando no lado do XIAO ESP32-C5

    iperf -s -u -i 1

    1.2. Execute o comando no lado do PC

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -c <IP address of ESP32> -u -b 100M -i 1 -t 60
    • Linux(Ubuntu/Debian) & macOS
    iperf -c <IP address of ESP32> -u -b 100M -i 1 -t 60
  • Resultados do Teste

Pelos resultados do teste, podemos ver que a velocidade média de upload TCP do XIAO ESP32-C5 em WiFi de 5G é de 50 Mbps.

  1. Teste (XIAO ESP32-C5 Enviando Dados)

    2.1 Execute o comando no lado do XIAO ESP32-C5

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

    2.2 Execute o comando no lado do PC

    • Windows
    ./iperf-2.2.1-win64.exe -s -u -i 1
    • Linux(Ubuntu/Debian) & macOS
    iperf -s -u -i 1
  • Resultados do Teste

Pelos resultados do teste, podemos ver que a velocidade média de upload TCP do XIAO ESP32-C5 em WiFi de 5G é de 50 Mbps.

Conclusão​

Os resultados dos testes mostram que o XIAO ESP32-C5 apresenta excelente desempenho de transmissão de dados em ambientes Wi‑Fi 6 de banda dupla 2,4 GHz e 5 GHz, tornando‑o ideal para aplicações sem fio de alta largura de banda e baixa latência.

Além disso, os métodos de teste deste tutorial são aplicáveis a todas as placas de desenvolvimento da série XIAO ESP. Você pode realizar a mesma avaliação de desempenho em outras placas simplesmente consultando as diretrizes deste Wiki e ajustando o chip de destino durante a compilação. Esperamos que você explore seu potencial e compartilhe suas descobertas com a comunidade!

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