串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)單芯片
- 單芯片方案,可將 TTL/UART 串口單片機連接至以太網(wǎng)
- 支持自動協(xié)商,支持自動交叉線檢測
- 豐富的指示燈引腳
- 內(nèi)部固化全功能的串口轉(zhuǎn)TCP/IP軟件,無需二次開發(fā)
- 支持芯片連接上發(fā)送MAC地址功能



概述
ZLAN1003是上海卓嵐推出的一款針對物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的芯片。它具有一個10M/100M的以太網(wǎng)接口(內(nèi)部已經(jīng)集成PHY功能),一個普通速率UART、一個高速UART和一些可配置的功能引腳。
ZLAN1003系列的基本的功能是實現(xiàn)UART到TCP/IP的協(xié)議轉(zhuǎn)化,即將UART收到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)到到云端/計算機,云端/計算機下發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到UART。實現(xiàn)這些功能,無需用戶開發(fā)程序,ZLAN1003內(nèi)部的程序是已經(jīng)固化好的,用戶配置即可使用??梢詫⑺暈橐活w單芯片級別的串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口芯片、物聯(lián)網(wǎng)芯片。
它內(nèi)部已經(jīng)集成物聯(lián)網(wǎng)(IOT)所需的各類功能,包括:
1)通過網(wǎng)口搜索和配置ZLAN1003的參數(shù);
2) 通過網(wǎng)口下載自定義的Web,通過Web配置IP和波特率等參數(shù)
3) 可配置ZLAN1003的工作模式自動連接7個云端服務(wù)器;
4) 可以配置ZLAN1003具有注冊包和心跳包功能;
5) 可配置為http模式,可以和云端的asp/php的GET/POST指令直接對接;
6) 具有Modbus網(wǎng)關(guān)功能,實現(xiàn)Modbus TCP轉(zhuǎn)Modbus RTU;
7) 支持SNMP協(xié)議,可以將各類串口協(xié)議轉(zhuǎn)化為SNMP協(xié)議;
8) 可以配置為“轉(zhuǎn)碼”功能,可以自動串口發(fā)送指令,采集儀表數(shù)據(jù)后按照定制格式上傳;
框圖
ZLAN1003系列額內(nèi)部固件程序是已經(jīng)固化好的,無需二次開發(fā),但是可以通過網(wǎng)口進行程序升級。芯片的外部接口主要是UART、以太網(wǎng)和IO接口。ZLAN1003內(nèi)部功能模塊包括:網(wǎng)絡(luò)配置的芯片參數(shù)的功能,串口通過類似AT指令配置的功能,通過已經(jīng)內(nèi)嵌的Web進行配置的功能,IO控制輸入輸出引腳功能等。
硬件特點
- 單芯片集成度高:內(nèi)部集成10M/100M的快速以太網(wǎng)的MAC和PHY接口,無需擴展RAM、FLASH、PHY,只需外接電阻電容。
- 支持自動協(xié)商(Auto Negotiation Full-duplex&half duplex)。支持自動交叉線檢測(MDI/MDIX)
- 3.3V工作電壓,5V I/O信號承受度。可3.3V/1.8V雙電源供電或者3.3V單電源供電。
- 高速模式UART1波特率支持1200~115200bps,低速模式UART1支持1200~38400bps。UART1的數(shù)據(jù)位支持5~9位,校驗位可以為無校驗、奇校驗、偶校驗、標(biāo)記、空格這五種方式,支持硬件流控和軟件流控。UART2支持1200~921.6Kbps。
- 80腳LQFP無鉛(Lead free)封裝。
- 豐富的指示燈引腳:TCP連接建立指示燈、網(wǎng)線連接指示、數(shù)據(jù)通信指示。
- 支持連接RS485的發(fā)送控制腳RS485_EN。
- -40°C到85°C工業(yè)級芯片。
軟件特點
- 內(nèi)部固化全功能的串口轉(zhuǎn)TCP/IP軟件,無需二次開發(fā)。
- 支持芯片連接上發(fā)送MAC地址功能,方便云端管理設(shè)備。
- 提供計算機端搜索、配置芯片的二次開發(fā)包DLL開發(fā)庫。
- 支持Web瀏覽器配置、支持DHCP動態(tài)獲得IP、DNS協(xié)議連接域名服務(wù)器地址。
- 支持云端遠程搜索芯片、配置芯片參數(shù)、芯片固件程序升級。
- 支持遠程通過軟件查看芯片的TCP連接狀態(tài)、串口數(shù)據(jù)發(fā)送、接收狀態(tài)。虛擬串口支持?jǐn)?shù)據(jù)監(jiān)視功能。
- 支持通過串口發(fā)送類AT指令進行芯片參數(shù)的讀寫和控制。
- 支持TCP服務(wù)端、TCP客戶端,UDP模式,UDP組播。作為TCP客戶端的時候同時支持TCP服務(wù)器端功能。作為TCP服務(wù)器支持30個TCP連接,作為TCP客戶端支持7個目的IP。
優(yōu)勢
ZLAN1003系列有如下的4個優(yōu)勢:零軟件開發(fā)、集成豐富的IOT功能、某些應(yīng)用無需外置MCU、無縫對接原來串口程序。
零軟件開發(fā)
ZLAN1003系列芯片內(nèi)部程序無需用戶二次開發(fā),對接用戶MCU的UART直接收發(fā)數(shù)據(jù)即可將數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)上的計算機程序。用戶使用步驟大致如下:
(1) 卓嵐提供完整的ZLAN1003芯片的外圍電路圖,用戶按照此電路圖設(shè)計,將ZLAN1003焊接到電路板。
(2) ZLAN1003的電路板上電后,電路板的RJ45網(wǎng)口接入網(wǎng)絡(luò),網(wǎng)絡(luò)中的任何一臺計算機通過ZLVircom或者用戶自己開發(fā)的程序,通過網(wǎng)絡(luò)搜索設(shè)備,使用ZLVircom查看ZLAN1003的IP和端口,如有需要可以配置IP和波特率。將計算機上的Socket(TCP/IP)軟件連接到設(shè)備IP和端口。
(3) 相關(guān)指示燈指示ZLAN1003和計算機是否建立TCP/IP。
(4) 連接建立后,Socket(TCP/IP)軟件發(fā)送給ZLAN1003的數(shù)據(jù)將通過UART發(fā)給用戶的MCU,用戶MCU的數(shù)據(jù)也可通過UART發(fā)數(shù)據(jù)給計算機Socket(TCP/IP)軟件。
(5) 如有需要,用戶MCU上電后也可以通過類AT指令讀取ZLAN1003的MAC,修改IP等操作。
以上的使用步驟中并沒有一點軟件開發(fā)工作,即使是硬件開發(fā)也提供有完整的電路圖。只需要使用ZLVircom一次性配置ZLAN1003的IP、波特率等參數(shù)保存好后就可以使用,真正做到了零軟件開發(fā)。
一般可以在1個星期完成一個基于以太網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的開發(fā)。零軟件開發(fā)特點為用戶產(chǎn)品快速上市提供了快捷的方案,也避免了軟件開發(fā)時間長、軟件開發(fā)不穩(wěn)定等問題。
集成豐富的IOT功能
ZLAN1003內(nèi)部已經(jīng)集成了很多IOT的功能模塊,減少了用戶的開發(fā)相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)功能的工作量。這里簡單介紹幾個典型功能:
(1) 注冊包和心跳包功能:物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和云端對接的時候需要將自的ID發(fā)送到云端軟件,方便云端識別設(shè)備的編號。ZLAN1003/1043具有多種注冊包和心跳包方式。
(2) ZLAN1043可配置為http模式,可以和云端的asp/php的GET/POST指令直接對接。
(3) ZLAN1043可以配置為“轉(zhuǎn)碼”功能,可以自動串口發(fā)送指令,采集儀表數(shù)據(jù)后按照定制格式上傳;方便了將不同的設(shè)備轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的云端服務(wù)器格式,而不需要二次開發(fā)。
(4) 具有Modbus網(wǎng)關(guān)功能,實現(xiàn)Modbus TCP轉(zhuǎn)Modbus RTU。
(5) ZLAN1043N支持P2P方式的內(nèi)網(wǎng)穿越通訊,實現(xiàn)隨時隨地通過ID聯(lián)網(wǎng):可以在沒有云端的環(huán)境下實現(xiàn)PC監(jiān)控任意一臺內(nèi)網(wǎng)的設(shè)備。
某些應(yīng)用無需外置MCU
由于ZLAN1003芯片無需MCU通過串口、SPI進行配置,內(nèi)部固化的程序已經(jīng)可以實現(xiàn)UART轉(zhuǎn)TCP/IP,且ZLAN1043具有強大的“轉(zhuǎn)碼”編程功能,所以用戶可以省略MCU,這樣可以降低電路板復(fù)雜度和節(jié)約成本。
我們列舉如下幾個情況:
(1) 對接無線串口模塊:ZLAN1003可以用作某些無線模塊數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)化為TCP/IP的網(wǎng)關(guān)。這個網(wǎng)關(guān)一端是無線模塊,比如藍牙、Zigbee、Rola等UART接口的模塊,另外一端是以太網(wǎng)。此時只需要將ZLAN1003的UART和無線模塊的UART直接對接即可,不需要再增加一個MCU。
(2) 儀表采集:ZLAN1043支持強大的“轉(zhuǎn)碼”功能,它具有自動采集,按照定制的格式定時上發(fā)的數(shù)據(jù)的可編程功能。此時只要將“轉(zhuǎn)碼”配置文件寫入ZLAN1043內(nèi)部,則ZLAN1043就會發(fā)送特定的指令,并按照固定的格式上發(fā)給云端,需要電路板上增加一個MCU進行數(shù)據(jù)采集和協(xié)議轉(zhuǎn)化。
(3) 串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口網(wǎng)關(guān):ZLAN1003本身就是一個功能強大的串口服務(wù)器單芯片,如果需要實現(xiàn)串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口網(wǎng)關(guān)功能時,需要再外加MCU,也無需軟件開發(fā)。另外ZLAN1003具有RS485EN引腳,可以支持對接各類485芯片。
無縫對接原來串口程序
很多RS232/RS485設(shè)備原來內(nèi)部的MCU具有UART接口,且MCU內(nèi)部程序是已經(jīng)開發(fā)好的,基于以下的原因可能用戶不希望重新開發(fā)MCU內(nèi)部的程序:
(1) 該MCU串口程序已經(jīng)經(jīng)過多年的應(yīng)用驗證,穩(wěn)定可靠。如果重新開發(fā)為SPI等接口則會有穩(wěn)定性方面的考慮。
(2) 由于研發(fā)進度短、研發(fā)資源不夠等原因,如果能夠直接使用原來的MCU的程序則會加快進度、減少研發(fā)投入。
(3) 原來的MCU程序代碼已經(jīng)丟失或者沒有技術(shù)員在維護。
ZLAN1003對于此類RS485/232設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化升級提供了很好的方案,只要將原來和232/485芯片對接的部分和ZLAN1003對接即可。無需進行軟件開發(fā),只需要設(shè)計電路即可完成產(chǎn)品升級。
另外ZLAN1003配備的ZLVircom具有虛擬串口功能,如果用戶不想修改上位機串口軟件,同樣可以滿足要求。
目標(biāo)應(yīng)用
ZLAN1003可以用于許多網(wǎng)絡(luò)智能設(shè)備:
- 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān):物聯(lián)網(wǎng)無線采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)化為TCP/IP上傳;
- 門禁:各類RFID、門禁設(shè)備轉(zhuǎn)化為TCP/IP進行通訊;
- 安防:各類周界報警產(chǎn)品,如電力圍欄、紅外探頭、消防等產(chǎn)品的遠程報警;
- 儀表采集:各類電表、能耗監(jiān)控表的儀表數(shù)據(jù)的采集和上發(fā);
- Modbus網(wǎng)關(guān):ZLAN1043本身是一個Modus網(wǎng)關(guān)單芯片,可以實現(xiàn)Modbus RTU設(shè)備升級為Modbus TCP設(shè)備;
- 工業(yè)自動化:各類工業(yè)設(shè)備的RS485/232信號轉(zhuǎn)化為TCP/IP信號進行采集和控制。
- 智能家居設(shè)備:智能家居網(wǎng)關(guān)。
- 網(wǎng)絡(luò)IO控制器:ZLAN1043本身具有8個IO輸入輸出引腳,單芯片可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型8路DI/DO產(chǎn)品的設(shè)計。
- 工業(yè)自動化:工業(yè)4.0和自動化生產(chǎn)。
- 建筑智能和能源監(jiān)控:包括風(fēng)力發(fā)電、太陽能等發(fā)電量的采集和傳輸。
- 醫(yī)療監(jiān)控設(shè)備:醫(yī)療設(shè)備的信息化。
產(chǎn)品規(guī)格
網(wǎng)絡(luò)界面
- 以太網(wǎng)
- 10/100 Mbps
串口界面
- 界面
- 3.3V UART
- 串口數(shù)
- 1
- 校驗位
- None, Even, Odd, Space, Mark
- 數(shù)據(jù)位
- 5~9
- 停止位
- 1,2
- 流控
- RTS/CTS,DTR/DCR,XON/XOFF
- 速率
- 1200bps~460800bps
軟件特性
- 協(xié)議
- TCP,HTTP,UDP,ICMP,ARP,IP,DNS,DHCP
- 虛擬串口平臺
- Windows 98/2000/XP/WIN7/WIN8
- 配置方式
- Web瀏覽器、卓嵐ZLVirCom、串口類AT命令
電器特性
- 電壓輸入
- 供電電壓:3.3V;IO電壓:5V;230mA最大電流
機械特性
- 尺寸
- 見數(shù)據(jù)手冊
工作環(huán)境
- 工作溫度,濕度
- 0~70℃,5~95% RH
- 儲存溫度,濕度
- -45~165℃,5~95% RH
-
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