串口和以太网的网关设计
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物联网UART串口转WiFi转有线转网口转以太网的无线WiFi模块伴随着物联网的发展,最初的两个机器之间通过硬件直接通信的物理层到通过硬件地址在局域网中进行通信的数据链路层已经远远不能满足于现代人们生活以及各行各业生产的需求。
逐渐结合高性能,高质量的网络层和应用层。
实现智能终端数据采集,数据传输,数据上传和无线上网,WiFi远程控制等功能。
在物联网市场上,从成本,功耗,体积而言,无线物联网WiFi模块传输还是以串口WiFi模块为主。
串口WiFi模块是一种基于UART接口的嵌入式模块,它符合WiFi无线网络标准,内嵌于IEEE802.11协议栈和TCP/IP协议栈,可以实现用户串口或TTL电平数据到无线网络的转换。
串口型WiFi模块的工作方式为传输式和命令式。
现在小编要谈的是多线程多处理的路由串口WiFi模块。
随着对现场数据实时监测,远程控制,数据上传,视频传输,音频传输等需求量增大。
路由串口WiFi模块逐渐被应用到各行各业。
核心CPU带Linux系统,可同时处理多线程处理复杂指令,。
有多路串行UART接口,传输指令的时多个指令同时发出,并快速地响应同时处理。
带有核心CPU带有Linux系统多线程处理器的路由串口WiFi模块RMS7688A,是兼容802.11b/g/n的无线AP解决方案,集成802.11n MAC/BB/PA/LAN,带宽比较大,能同时运营比较复杂的指令。
具备3路串口可以同时跟多个服务器对接,3路串口可以同时同一环境下快速地监测温度,速度,灯控等数据指令传输。
在很大程度上提高效率,降低成本。
RMS7688A串口转WiFi模块支持AP/AP client /路由器/中继模式,在IOT中被广泛应用。
如:工业控制,远程监控,智能抄表,WiFi转串口,WiFi转4G,4G转有线,4G,4G转网口,无线路由交换机,串口服务器,串口转以太网,USB可以接USB摄像头进行图像传输,可以接U盘进行数据共享。
一、模块功能概述DAM-E3220M适用于以太网转串口的透传以及Modbus RTU到Modbus TCP的网关,硬件设计有以太网口、RS232、RS485、CAN(暂未开放)。
二、模块结构及接线端子三、模块主要性能指标串口设备联网服务器⏹网络端口:10/100Base-T,RJ-45接口⏹串口:1个RS-232,1个RS-485⏹传输速率:RS-232(300bps~115.2Kbps)RS-485(300bps~115.2Kbps)⏹电源:未调理+10~+30VDC⏹功耗:1.0W@24VDC⏹工作温度:-40℃~+85℃四、连接器和信号端子名称说明1CTS1RS-232接口发送数据正2RTS1RS-232接口发送数据负3RXD1RS-232接口接收数据正4TXD1RS-232接口接收数据负5未连接6DATA2+RS-485接口信号正7DATA2-RS-485接口信号负8未连接9未连接10未连接11未连接12INIT*复位端13(R)+Vs直流正电源输入,+10~+30VDC 14(B)GND直流电源输入地五、故障及排除1、数据通信失败⏹检查RS-232/RS485接口连线是否正确⏹检查RJ-45接口接线是否正确⏹检查接线端子是否连接良好2、数据丢失或错误⏹检查数据通信设备两端数据传输速率、格式是否一致六、端口映射关系及参数配置说明控制端口10000用于产品一些工作参数的设定,用户可以不用关注,而10001端口用用只要使用一些通用的以太网虚拟串口工具或本产品附带的工具软件即可将本端口虚拟成串口即可使用。
ModbusTCP端口502为本产品将485口的数据转发到TCP端的专用端口,以太网端采用标准的ModbusTCP协议,可以与一些具有标准ModbusTCP协议的主机进行通信,如测试工具ModbusPOLL、组态软件等。
同时灵活的数据转发方式能够适用于将所有的具有Modbus RTU协议的产品很方便的连接到以太网设备,关于配置方法下面将进行说明。
数据采集接口网关GatewayForeverCredit Gateway数据采集接口网关是北京华恒信远专门为工业标准通讯接口OPC Server软件、数据采集接口软件配套定制开发的一款嵌入式硬件产品,内置两个标准RS-232串口(其中一个串口可以通过跳线设置成RS-485)和两个RJ45以太网口,型号为Gateway-227B,如下图所示:此外,还有Gateway-240B、Gateway-230B等嵌入式工控机型号,如下图所示。
该设备操作系统有Windows、Linux两种,其功能与特点如下:1、OPC服务器:可连接DCS、PLC等控制系统,读写实时数据,包装成OPC Server工业标准通讯接口,提供给实时数据库系统、先进控制系统和MES系统集成商;2、安全隔离:当数据采集接口网关为实时数据库系统提供实时数据时,它一般位于自动化控制系统和实时数据库服务器之间,由于数据采集接口网关采用了内置单向数据传输技术,可达到自动化控制系统和实时数据库服务器之间的安全隔离目的。
3、该产品操作系统、数据采集程序等均固化,不可修改。
一旦被修改,重新启动后,自动恢复到初始状态,可防止病毒以及黑客软件攻击。
4、结构先进、安装方便,该产品高度1U,可以直接安装在标准机柜中,独特的散热技术,1U机箱有多个磁悬浮风扇散热。
5、数据采集冗余设计:支持双机双网冗余通讯。
6、可作为InfoPlus.21、PI、PHD等实时数据库系统的数据采集终端,也可写数据至关系数据库,为MIS、ERP等管理信息系统提供生产实时数据。
网闸FC-SafetyFC-Safety管控单向物理隔离网闸,又称管控单向物理隔离网关,是专门为企业过程控制系统和管理信息系统之间进行单向物理隔离而开发的一款网络安全隔离设备。
在石油、石化、钢铁、冶金、电力、化工等流程型企业的工业自动化过程中,DCS、PLC、电力综合自动化等过程控制系统越来越广泛地应用在流程型企业的生产控制过程中。
RS232/485 TO ETH软件设计手册功能特点◼采用了M4系列32位ARM处理器,主频高达120MHz,运行速率快,稳定可靠◼支持10/100M以太网接口,支持Auto-MDI/MDIX(交叉直连网线任意连接,自动切换)◼支持RS232和RS485接口,两路接口可同时独立工作,互不影响◼支持设置通信波特率(600bps~230.4Kbps),支持None、Odd、Even、Mark和Space五种校验◼板载多种功能指示灯,方便查看模块通信和运行状态◼工作模式可选TCP Server、TCP Client、UDP Server、UDP Client、HTTPD Client(支持GET和POST) ◼支持Modbus网关功能,工业使用更方便◼支持Websocket功能,可直接通过网页实现与RS232、RS485端口的双向透明传输◼支持网页、AT 指令、串口协议和网络协议设置参数,提供设置协议,客户可集成到自己的软件中◼支持自定义心跳包机制,确保连接真实可靠,也可用于主动抓取传感器数据◼支持自定义注册包机制,建立连接后自动发送预定注册包作为标识,方便区分不同设备◼支持自定义网页功能,方便用户自定义模块网页内容◼支持类RFC2217协议,可实现与变串口参数(波特率、数据位等)的设备通讯◼支持KeepAlive机制,可快速探查网络异常中断,并断开重连◼支持超时重启(无数据重启)功能,确保长期稳定通信,可自定义重启时间◼支持DNS域名解析功能,可自定义DNS服务器地址◼支持DHCP功能,能够自动获取IP,也可自定义静态IP◼支持通过网络升级固件功能,维护更方便◼支持通过软件和硬件方式恢复出厂设置◼出厂烧写特定的MAC,可自定义MAC地址◼提供软件:模块配置软件、TCP/UDP测试工具、虚拟串口软件等◼提供编程范例:上位机编程例子(socket),VB、C++、Delphi、Android、iOS等目录RS232/485 TO ETH (1)软件设计手册 (1)1.产品概述 (6)1.1.产品简介 (6)1.2.规格参数 (6)2.产品功能 (7)2.1.默认参数 (7)2.2.基础功能 (8)2.2.1.IP地址/子网掩码/网关 (8)2.2.2.DNS (9)2.2.3.Web Server (10)2.2.4.恢复出厂设置 (10)2.2.5.固件升级 (10)2.3.Socket功能 (11)2.3.1.TCP Client模式特性 (12)2.3.2.TCP Server模式特性 (14)2.3.3.UDP Client模式特性 (16)2.3.4.UDP Server模式特性 (18)2.3.5.Httpd Client (20)2.3.6.WebSocket (22)2.3.7.配套软件VCOM(虚拟串口) (24)2.4.串口功能 (25)2.4.1.流控介绍 (25)2.4.2.串口成帧机制 (25)2.4.3.类RFC2217 (27)2.5.特色功能 (28)2.5.1.心跳包功能 (28)2.5.2.Modbus 网关功能 (29)2.5.3.注册包功能 (35)2.5.4.透传云功能 (36)2.5.5.网络打印 (37)2.5.6.自定义网页功能 (40)2.5.7.自定义MAC (41)2.5.8.超时重启 (41)2.5.9.清除缓存数据 (41)2.5.10.短连接 (42)3.设置协议 (43)3.1.网络设置协议 (43)3.1.1.设置参数的流程 (43)3.1.2.设置指令内容 (43)3.1.3.返回指令内容 (46)3.2.AT指令配置(3011及以上版本支持AT指令) (47)3.2.1.网络AT指令概述 (47)3.2.2.串口AT指令概述 (48)3.2.3.AT指令集 (49)3.2.4.AT指令详解: (51)1.AT+E (51)2.AT+Z (51)3.AT+VER (51)4.AT+ENTM (51)5.AT+MAC (52)6.AT+RELD (52)7.AT+W ANN (52)8.AT+DNS (52)9.AT+WEBU (53)10.AT+WEBPORT (53)11.AT+SEARCH (53)12.AT+PLANG (54)13.AT+UARTN (54)14.AT+UARTTLN (55)15.AT+SOCKMN (55)16.AT+SOCKLKMN (56)17.AT+WEBSOCKPORT1 (56)18.AT+REGENN (56)19.AT+REGTCPN (57)20.AT+REGUSRN (57)21.AT+REGCLOUDN (57)22.AT+HTPTPN (58)23.AT+HTPURLN (58)24.AT+HTPHEADN (58)25.AT+HTPCHDN (59)26.AT+HEARTENN (59)27.AT+HEARTTPN (59)28.AT+HEARTTMN (60)29.AT+HEARTDTN (60)30.AT+PDTIME (61)31.AT+MID (61)32.AT+USERMAC (61)33.AT+RFCENN (61)34.AT +SOCKSLN (62)35.AT+ SHORTON (62)36.AT+RSTIM (62)37.AT+UARTCLBUF (63)38.AT+SOCKTONN (63)39.AT+MODTCPN (63)40.AT+MODPOLLN (64)41.AT+MODTON (64)42.AT+NETPRN (65)43.AT+UDPONN (65)44.AT+CFGTF (65)45.AT+PINGN (66)46.AT+HEARTUSERN (66)47.AT+REGUSERN (66)1.1. 产品简介RS232/485 TO ETH是一款高端、经典的双串口服务器,是实现串口和以太网口之间数据双向透明转发的设备,采用Cortex-M4方案,主频高达120MHz,支持RS232和RS485同时工作。
基于单片机的串口转以太网设计摘要:随着计算机通信技术和网络技术的发展,在嵌入式系统中集成以太网口实现与其它计算机设备之间的高速数据传输就显得尤为重要。
本文结合以太网接口芯片W5500的主要特点、芯片引脚定义、内部寄存器使用说明,设计了一款基于STM32芯片与W5500高速以太网控制芯片的嵌入式以太网系统,充分发挥了STM32 芯片的Cortex-M3 内核低成本低功耗的特性,同时该设计直接使用W5500固化的TCP/IP协议站,提高了系统的性能。
关键词:以太网以太网接口W5500芯片随着嵌入式系统与网络的密切关系和TCP-IP网络的迅速普及,TCP-IP网络在工业领域具有良好的应用前景。
与过去工业领域广泛使用的串行传输相比,TCP/IP连接器网络具有更宽的带宽、更快的传输速度、更远的传输距离和更广泛的通信服务等特点[1]。
由于TCP和IP通信环境的多样性,很难根据其基本IP环境自动纠正数据传输错误。
由于串行通信的传输方式容易受到普通模式的干扰,因此抗干扰能力差,传输容易出错。
在实际应用中,如果不超过最大传输长度,串行端口的最大传输速度为115200比特/秒[2]。
本文设计的以太网系统允许设备使用串口进行数据传输访问网络,包括串口通信、内置微控制器驱动程序、协议移植和服务器构建。
1系统硬件设计本系统设计采用STM32F103C8T6微控制器和W5500芯片搭建的网络系统,串口转网络硬件系统主要包括微处理器模块、以太网控模块、电源模块、电平转换、网口设计等。
其中,以太网芯片W5500与微控制器芯片STM32F103C8T6之间采用SPI接口,电源电路包含了微控制器芯片STM32F103C8T6所引出的两个串口。
2系统软件设计系统软件设计包含串口相关配置、TCP通信的实现、UDP通信的实现等。
由于W5500强化了协议,所以需要设计与套接字的接口。
这不仅简化了设计过程,还降低了微控制器的处理能力和系统资源的使用。