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串口轉以太網單芯片
ZLAN1003
串口轉以太網單芯片
概述
ZLAN1003是上海卓嵐推出的一款針對物聯網應用的芯片。它具有一個10M/100M的以太網接口(內部已經集成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UART到TCP/IP的協議轉化,即將UART收到的數據轉到到云端/計算機,云端/計算機下發的數據轉發到UART。實現這些功能,無需用戶開發程序,ZLAN1003內部的程序是已經固化好的,用戶配置即可使用。可以將它視為一顆單芯片級別的串口轉網口芯片、物聯網芯片。
它內部已經集成物聯網(IOT)所需的各類功能,包括:
1)通過網口搜索和配置ZLAN1003的參數;
2) 通過網口下載自定義的Web,通過Web配置IP和波特率等參數
3) 可配置ZLAN1003的工作模式自動連接7個云端服務器;
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網關功能,實現Modbus TCP轉Modbus RTU;
7) 支持SNMP協議,可以將各類串口協議轉化為SNMP協議;
8) 可以配置為“轉碼”功能,可以自動串口發送指令,采集儀表數據后按照定制格式上傳;
框圖
ZLAN1003系列內部固件程序是已經固化好的,無需二次開發,但是可以通過網口進行程序升級。芯片的外部接口主要是UART、以太網和IO接口。ZLAN1003內部功能模塊包括:網絡配置的芯片參數的功能,串口通過類似AT指令配置的功能,通過已經內嵌的Web進行配置的功能,IO控制輸入輸出引腳功能等。
硬件特點
軟件特點
優勢
ZLAN1003系列有如下的4個優勢:零軟件開發、集成豐富的IOT功能、某些應用無需外置MCU、無縫對接原來串口程序。
零軟件開發
ZLAN1003系列芯片內部程序無需用戶二次開發,對接用戶MCU的UART直接收發數據即可將數據傳輸到網絡上的計算機程序。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計,將ZLAN1003焊接到電路板。
(2) ZLAN1003的電路板上電后,電路板的RJ45網口接入網絡,網絡中的任何一臺計算機通過ZLVircom或者用戶自己開發的程序,通過網絡搜索設備,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)軟件連接到設備IP和端口。
(3) 相關指示燈指示ZLAN1003和計算機是否建立TCP/IP。
(4) 連接建立后,Socket(TCP/IP)軟件發送給ZLAN1003的數據將通過UART發給用戶的MCU,用戶MCU的數據也可通過UART發數據給計算機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工作,即使是硬件開發也提供有完整的電路圖。只需要使用ZLVircom一次性配置ZLAN1003的IP、波特率等參數保存好后就可以使用,真正做到了零軟件開發。
一般可以在1個星期完成一個基于以太網的物聯網產品的開發。零軟件開發特點為用戶產品快速上市提供了快捷的方案,也避免了軟件開發時間長、軟件開發不穩定等問題。
集成豐富的IOT功能
ZLAN1003內部已經集成了很多IOT的功能模塊,減少了用戶的開發相關物聯網功能的工作量。這里簡單介紹幾個典型功能:
(1) 注冊包和心跳包功能:物聯網設備和云端對接的時候需要將自的ID發送到云端軟件,方便云端識別設備的編號。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“轉碼”功能,可以自動串口發送指令,采集儀表數據后按照定制格式上傳;方便了將不同的設備轉化為統一的云端服務器格式,而不需要二次開發。
(4) 具有Modbus網關功能,實現Modbus TCP轉Modbus RTU。
(5) ZLAN1043N支持P2P方式的內網穿越通訊,實現隨時隨地通過ID聯網:可以在沒有云端的環境下實現PC監控任意一臺內網的設備。
某些應用無需外置MCU
由于ZLAN1003芯片無需MCU通過串口、SPI進行配置,內部固化的程序已經可以實現UART轉TCP/IP,且ZLAN1043具有強大的“轉碼”編程功能,所以用戶可以省略MCU,這樣可以降低電路板復雜度和節約成本。
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據采集轉化為TCP/IP的網關。這個網關一端是無線模塊,比如藍牙、Zigbee、Rola等UART接口的模塊,另外一端是以太網。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“轉碼”功能,它具有自動采集,按照定制的格式定時上發的數據的可編程功能。此時只要將“轉碼”配置文件寫入ZLAN1043內部,則ZLAN1043就會發送特定的指令,并按照固定的格式上發給云端,需要電路板上增加一個MCU進行數據采集和協議轉化。
(3) 串口轉網口網關:ZLAN1003本身就是一個功能強大的串口服務器單芯片,如果需要實現串口轉網口網關功能時,需要再外加MCU,也無需軟件開發。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設備原來內部的MCU具有UART接口,且MCU內部程序是已經開發好的,基于以下的原因可能用戶不希望重新開發MCU內部的程序:
(1) 該MCU串口程序已經經過多年的應用驗證,穩定可靠。如果重新開發為SPI等接口則會有穩定性方面的考慮。
(2) 由于研發進度短、研發資源不夠等原因,如果能夠直接使用原來的MCU的程序則會加快進度、減少研發投入。
(3) 原來的MCU程序代碼已經丟失或者沒有技術員在維護。
ZLAN1003對于此類RS485/232設備的網絡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,只需要設計電路即可完成產品升級。
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。
目標應用
ZLAN1003可以用于許多網絡智能設備:
產品規格
網絡界面
串口界面
軟件特性
電器特性
機械特性
工作環境
硬件參考圖
申請樣品