FRDM MCXW71 Matter 灯和开关应用 Thread 终端设备解决方案

Matter FRDM-MCXW71 灯开关组合示例演示了双端点应用。端点 1代表一个照明设备（灯泡），端点 2用作灯开关设备。灯泡使用板载 RGB LED 模拟，按钮用于测试打开/关闭本地灯泡或控制绑定的灯。此示例可作为开发您自己的基于 Matter 的应用程序的参考。此示例基于Matter和NXP MCXW71 SDK

构建，支持通过低功耗 802.15.4 Thread 网络远程访问和控制灯泡。它作为Matter 配件运行，这意味着它可以与现有的Matter 网络配对并通过该网络进行控制。

主板：FRDM-MCXW71

类别：无线连接、RTOS

外围设备：蓝牙、WiFi、802.15.4

工具链：GCC

1.软件

为了构建 Project CHIP 示例，我们建议使用Linux 发行版。

构建系统已在以下操作系统上进行了测试：

macOS 10.15
Debian 11（需要 64 位）
Ubuntu 22.04 LTS
Windows 10（实验性）

构建系统功能

Matter 构建系统具有以下特点：

速度非常快，占用空间小
跨平台处理：Linux、Darwin、Embedded Arm 等
多个工具链和跨工具链依赖关系
集成自动化测试框架：ninja check
内省：gn desc
自动格式化：gn format

2.硬件

需要以下板：

FRDM-MCXW71

设备用户界面

示例应用程序提供了一个简单的UI，用于描述设备状态并提供基本的用户控制。该UI通过FRDM-MCXW71板内置的通用LED和按钮实现。

LED_BLUE显示设备的整体状态及其连接情况。它描述了四种状态：

短暂闪烁（亮 50 毫秒/灭 950 毫秒） — 设备处于未配置（未配对）状态，正在等待调试应用程序连接。
快速均匀闪烁（100 毫秒亮/100 毫秒灭） — 设备处于未配置状态，并且已通过 BLE 连接调试应用程序。
短暂闪烁关闭（950 毫秒亮/50 毫秒灭） — 设备已完全配置，但尚未具有完整的网络（线程）或服务连接。
常亮— 设备已完全配置并具有完整的网络和服务连接。

注意：当 CHIPDEVICECONFIGENABLEOTAREQUESTOR 启用（默认为disable）时，LEDBLUE 将被禁用。在 FRDM-MCXW71 开发板上，PTC1 连接到 LEDBLUE，同时也连接到外部闪存的 CS（片选）。由于 OTA 映像的大小，它存储在外部闪存中。如果 LEDBLUE 启用，它将影响外部闪存的 CS，导致 OTA 无法工作。

RGB LED显示模拟灯泡的状态。LED 亮时，灯泡亮；LED 不亮时，灯泡灭。

按钮 SW2可用于启动 BLE 广告。

短按按钮
即可在预定的时间段内启用蓝牙 LE 广告。
长按 SW2 按钮可恢复出厂设置。初始 3 秒后，蓝色 LED 和 RGB LED 将同时闪烁，表示待执行重置操作。6 秒后，设备将重置其持久配置并重新启动。在 6 秒限制之前的任何时间点，按下 SW2 按钮即可取消重置操作。

SW4 按钮可用于切换已绑定的灯光设备或更改模拟灯泡的状态。短按可切换与远程灯光对应的灯光。

3. 设置

确保以下先决条件已正确安装。

sudo apt-get install git gcc g++ pkg-config libssl-dev libdbus-1-dev libglib2.0-dev libavahi-client-dev ninja-build python3-venv python3-dev python3-pip unzip libgirepository1.0-dev libcairo2-dev libreadline-dev

步骤 1：克隆 Matter 仓库：

$ git clone -b v1.4.0.0 https://github.com/NXP/matter.git && pushd . && cd matter && scripts/checkout_submodules.py --shallow --platform nxp --recursive && source ./scripts/activate.sh && ./third_party/nxp/nxp_matter_support/scripts/update_nxp_sdk.py --platform common && popd

第 2 步：克隆并覆盖文件

$ git clone https://github.com/nxp-appcodehub/ap-frdm-mcxw71-light-switch-combo-app.git && cp -r -f ap-frdm-mcxw71-light-switch-combo-app/examples matter/.

步骤3：激活本地环境

$ cd matter $ source ./scripts/activate.sh

步骤 4：构建带有 BLE 调试的边界路由器配置（ble-wifi）

```
$ cd examples/light-switch-combo-app/nxp/mcxw71

Create the project

$ gn gen out/debug --args="nxpenableotcli=false isdebug=false chipopenthreadftd=true chip_crypto="platform""
$ ninja -C out/debug
```

如果需要 Openthread CLI，chip_with_ot_cli则必须将构建参数设置为 1。

成功构建后，可以在-中找到elf和文件。srec``out/debug/``see the files prefixed with chip-mcxw71-light-switch-combo-example

制造数据

chip_with_factory_data=1在 gn build 命令中使用以启用工厂数据。

有关制造流程的完整指南，请参阅《NXP 设备上写入制造数据的指南》。

4. 烧写和调试

请先安装MCU-Link工具，以便FRDM-MCXW71开发平台能够进行调试和编程功能。

此过程需要在电路板上刷入两个图像：一个用于NBU（CM3），一个用于主机（CM33）。

主机端所需的映像是在中生成的映像，out/debug/而NBU端所需的映像可以在下载的NXP-SDK包中找到，路径为-

middlewarewirelessieee-802.15.4bink32w1k32w1_mcxw71_nbu_ble_15_4_dyn_matter.sb3

!!! 只有当您拿到新主板时，我们才需要安装一次驱动程序。
!!! 并且只有当新的 SDK 发布时，我们才需要再次刷新 NBU 映像。

4.1 安装驱动程序

前往NXP 网站上的MCU-Link页面
点击“设计资源”。然后点击“软件”类别。所有三个受支持的操作系统的最新安装包将显示在顶部。
下载适用于您主机操作系统的软件包并安装（Linux/MacOS）或执行安装程序（Windows）。软件包将安装/解压到 MCU-LINKinstallerVx_xxx 目录。
添加跳线至JP5
将 MCXW71 插入 USB 端口
要安装 J-Link 固件，请打开命令提示符并调用程序脚本：
<Install Dir>scriptsprogram_JLINK
从 JP5 移除跳线并重启设备

4.2 刷写 NBU 镜像

提示：您需要使用与您正在使用的应用程序的 SDK 版本相匹配的 NBU 镜像。这意味着，当您下载 SDK 时，在加载任何无线 SDK 示例之前，请使用 SDK 中以下文件夹中提供的二进制文件更新您的 NBU 镜像

前往MCUXpresso SDK 网站。点击“选择开发板”搜索评估板。
在“搜索硬件”搜索框中，输入选定的主板FRDM-MCXW71。
确保选择最新的 SDK 版本(2.16.100+)。点击开发板进行选择。
在右侧，您将看到为 FRDM-MCXW71 构建 SDK 的选项。单击此按钮可添加所需的中间件。
要构建 SDK，请选择所有可用的中间件。然后向下滚动并点击“下载 SDK”。
下载完成后，拖放到MCUXpresso IDE 中的已安装 SDK窗口。
在SDK包中找到sb3镜像文件：
middlewarewirelessieee-802.15.4binmcxw71mcxw71_nbu_ble_15_4_dyn_matter_1_0_17_2.sb3
将sb3文件复制到MCU-Link安装目录的bin文件夹中-
<MCU-Link Install Dir>bin
按住开发板上的 SW3（ISP）按钮，同时将开发板连接到主机 USB 端口
使用blhost 工具刷写 NBU 镜像，打开命令提示符并调用程序脚本：
Windows users: Check the COM port number in Device Manager before running the command.

cd <MCU-Link Install Dir>bin blhost.exe -p COM27,115200 receive-sb-file <sb3 file>

4.3 烧写主机镜像

主机镜像是在下找到的镜像out/debug/。它应该在每次构建过程后写入。

下载 JLink工具
将 MCXW71 插入 USB 端口
创建一个新文件，commands_script包含以下内容（相应地更改应用程序名称）：

shell reset halt loadfile chip-mcxw71-light-switch-combo-example.srec reset go quit

复制应用程序并将其commands_script复制到 JLink 可执行文件所在的文件夹中。执行：

shell $ jlink -device MCXW71 -if SWD -speed 4000 -autoconnect 1 -CommanderScript commands_script

4.5 调试

调试的一个选项是使用 MCUXpresso IDE。

将包含 NXP SDK 的 zip 文件拖放到“已安装的 SDK”选项卡中：

从已安装的 SDK 导入任何演示应用程序：

Import SDK example(s).. -> choose a demo app (demo_apps -> hello_world) -> Finish

将之前导入的演示应用程序刷入到开发板上：

Right click on the application (from Project Explorer) -> Debug as -> JLink/CMSIS-DAP

完成此步骤后，即可创建针对 MCXW71 开发板的调试配置。此调试配置稍后将用于调试 ot-nxp 编译后生成的应用程序。

在 MCUXpresso IDE 中将 Matter repo 导入为 Makefile 项目。索引器设置的工具链设置为 none：

File -> Import -> C/C++ -> Existing Code as Makefile Project

将现有演示应用程序的路径替换为 MCXW71 应用程序的路径：

Run -> Debug Configurations... -> C/C++ Application

5. 使用 NXP chip-tool APP 进行演示

本章提供了如何使用FRDM-RW612与NXP的Chip-Tool应用程序进行配对和基本控制操作的演示教程。

更多详细信息，请参阅以下链接：
UG10178 Matter Demo NXP CHIP Tool app、FRDM-RW612 和 FRDMMCU W71 快速入门

5.1 安装APK

使用 Android 手机，前往Google Play 商店
搜索“NXP Matter Chip-tool”

5.2 Wi-Fi 先决条件

如下所示配置 AP。

如果AP支持IPv6 DHCP服务器，则必须是disabled。
RW612 的 Matter 演示二进制文件不支持 WPA3。AP 必须在中进行配置WPA2 mode。

首先将您的 Android 手机连接到接入点。Android 手机和 RW612-FRDM 必须连接到接入点，并且能够通过其 IPv6 地址相互访问。

5.3 OTBR 先决条件

如果我们想将 Thread 设备添加到 Matter 芯片工具中进行控制，则需要额外的 OTBR 来支持网络连接。在本指南中，我们使用 FRDM-RW612 灯开关组合示例应用程序作为 OTBR。有关将 FRDM-RW612 添加到芯片工具应用程序的详细说明，请参阅以下链接：FRDM RW612 Matter 灯和开关应用程序以及 Thread 边界路由器解决方案。

FRDM-RW612 固件启动时，OTBR 将自动启动。
获取 OTBR 表列表，如下例所示：

```

otcli dataset active
Active Timestamp: 1
Channel: 17
Channel Mask: 0x07fff800
Ext PAN ID: 1111111122222222
Mesh Local Prefix: fdca:a943:242e:b986::/64
Network Key: 00112233445566778899aabbccddeeff
Network Name: OpenThread-b04c
PAN ID: 0x1234
PSKc: 8d4874b9ac7e0ad605179fc71af9a1c8
Security Policy: 672 onrc 0
Done
```

请记住Network Name和PSKc，因为这些参数将用于调试 FRDM-MCXW71。

5.4 调试FRDM-MCXW71

确保您的手机连接到正确的AP并打开蓝牙。

步骤1. 打开 Chip-tool 应用程序并点击配对新设备（Thread 设备）。

步骤2. 输入鉴别符和PIN码（默认值分别为：3840和20202021）。

步骤3. 在Android工具上选择OTBR（Open Thread Border Router）网络信息：选择您的Network Name和正确的密钥类型PSKc，输入psck key value。

步骤4.等待新的提示画面出现，然后按下W71板上的SW2按钮，启动蓝牙LE广告。之后，按下NEXT按钮。
Note : That OTBR discovery can take a few minutes with the status change. One to two minutes is normal