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串口转以太网/串口服务器单芯片

YOXO1007

串口转以太网/串口服务器单芯片

  • 性价比高、功耗低、波特率高
  • 48脚QFN封装,体积小
  • 内部已经集成串口服务器所需功能,无需软件开发
  • 支持NTP、ZLMB Modbus网关
  • 产品简介
  • 规格参数
  • 产品资料

概述

YOXO1007 是上海卓岚推出的一款针对物联网应用的芯片。YOXO 是上海卓岚的芯片品牌。YOXO1007 可以单芯片实现串口转以太网、UART 转 TCP/UDP、MQTT 网关、Modbus 网关、JSON 转 Modbus 自主采集、对接云平台等功能,其网络通讯方式为以太网。串口速率从 110~921.6kbps 可配置。也可以进行简单的加密、边缘计算等功能。具有集成度高、性价比高、开发简单、稳定性强、低功耗等特点。

YOXO1007 采用 QFN48 封装,体积小,其以太网接口内部已经集成 PHY 功能,外围电路只需要供电、晶振和阻容,硬件设计比较简单。工作电流在 25mA左右,3.3V 单电源供电。YOXO1007 系列的基本的功能是实现 UART 到 TCP/IP的协议转化,即将 UART 收到的数据转到到云端/计算机,云端/计算机下发的数据转发到 UART。实现这些功能,无需用户开发程序,YOXO1007 内部的程序是已经固化好的,用户配置即可使用。可以将它视为一颗单芯片级别的串口转网口芯片、物联网网关芯片。

它内部已经集成物联网(IOT)所需的各类功能,包括:

1) 通过网口搜索和配置 YOXO1007 的参数;

2) 通过网口下载自定义的 Web,通过 Web 配置 IP 和波特率等参数;

3) 可配置 YOXO1007 的工作模式自动连接 7 个云端服务器;

4) 可以配置 YOXO1007 具有注册包和心跳包功能;

5) 支持 MQTT 网关功能。

6) 支持可配置的JSON转Modbus/DLT-645功能,支持对接公有云和卓岚云。

7) 可配置为 http 模式,可以和云端的 asp/php 的 GET/POST 指令直接对接;

8) 可以主动串口发送指令,采集仪表数据后按照定制格式上传;

9) 具有 Modbus 网关功能,实现 Modbus TCP 转 Modbus RTU;

10) 提供设备配置工具 ZLVircom,可以支持虚拟串口,提供 Windows 平台对设备管理的动态链接库;

11) 支持 SNMP 协议,可以将各类串口协议转化为 SNMP 协议(需选择YOXO1007-snmp 型号);

12) YOXO1007N 支持 P2P 方式的内网穿越通讯,实现随时随地通过 ID 联网(需选择 YOXO1007N 型号)。


框图

YOXO1007 系列内部固件程序是已经固化好的,无需二次开发,但是可以通过网口进行程序升级。芯片的外部接口主要是 UART、以太网和 IO 接口。YOXO1007 内部功能模块包括:网络配置的芯片参数的功能,串口通过类似 AT指令配置的功能,通过已经内嵌的 Web 进行配置的功能,IO 控制输入输出引脚功能等。

硬件特点

  • 单芯片集成度高:内部集成以太网的 MAC 和 PHY 接口,无需扩展 RAM、FLASH、PHY,只需外接电阻电容。
  • 支持自动协商(Auto Negotiation Full-duplex&half duplex)。
  • 3.3V 工作电压,3.3V 信号承受度。
  • 波特率支持 110~921.6kbps,数据位支持 5~9 位,校验位可以为无校验、奇校验、偶校验、标记、空格这五种方式,支持硬件流控和软件流控。
  • QFN48 封装。
  • 丰富的指示灯引脚:TCP 连接建立指示灯、网线连接指示、数据通信指示。
  • 支持连接 RS485 的发送控制脚 RS485_EN。
  • -40°C~85°C 工业级芯片。

软件特点

  • 内部固化全功能的串口转 TCP/IP 软件,无需二次开发。
  • 支持TCP服务端、TCP客户端,UDP模式,UDP组播。作为TCP客户端的时候同时支持TCP服务器端功能。作为TCP服务器支持30个TCP连接,作为TCP客户端支持7个目的 IP。
  • 支持芯片连接上发送MAC地址功能,方便云端管理设备。
  • 提供计算机端搜索、配置芯片的二次开发包 DLL 开发库。
  • 支持Web浏览器配置、支持DHCP动态获得IP、DNS协议连接域名服务器地址。
  • 支持云端远程搜索芯片、配置芯片参数、芯片固件程序升级。
  • 支持远程通过软件查看芯片的TCP连接状态、串口数据发送、接收状态。虚拟串口支持数据监视功能。
  • 支持通过串口发送类AT指令进行芯片参数的读写和控制。
  • 支持Modbus网关功能,支持Modbus RTU转Modbus TCP。可以支持存储型的Modbus,可以自动采集设备数据,并存储起来;也支持非存储模式的Modbus网关;支持可配置 Modbus网关ZLMB。
  • 支持多主机功能:在一问一答的查询方式下,支持网口端允许有多台计算机同时访问同一个串口设备。
  • 支持自定义心跳包和注册包功能:可以方便和云端进行通信和设备识别。
  • 支持TCP建立连接需要密码验证的功能,保证连接安全性。
  • 支持http方式的数据提交和下发功能,云端可以直接使用http的GET指令和设备的串口数据进行交互。
  • 支持通过任意的网络指令来控制8个IO口的电平。
  • 支持MQTT网关功能。
  • 支持可配置JSON转Modbus RTU/DLT-645协议,支持对接公有云和卓岚云。
  • 另外YOXO1007N支持P2P方式网络NAT穿越功能。YOXO1007N-snmp支持SNMP协议。YOXO1007-W支持通过内置网页通过串口发送控制指令。

优势

YOXO1007 系列有如下的 4 个优势:零软件开发、集成丰富的 IOT 功能、某些应用无需外置 MCU、无缝对接原来串口程序。


零软件开发

YOXO1007 系列芯片内部程序无需用户二次开发,对接用户MCU的UART直接收发数据即可将数据传输到网络上的计算机程序。用户使用步骤大致如下:

(1) 卓岚提供完整的YOXO1007芯片的外围电路图,用户按照此电路图设计,将YOXO1007焊接到电路板。

(2) YOXO1007 的电路板上电后,电路板的 RJ45 网口接入网络,网络中的任何一台计算机通过ZLVircom或者用户自己开发的程序,通过网络搜索设备,使用ZLVircom查看YOXO1007的IP和端口,如有需要可以配置IP和波特率。将计算机上的Socket(TCP/IP)软件连接到设备IP和端口。

(3) 相关指示灯指示YOXO1007和计算机是否建立TCP/IP。

(4) 连接建立后,Socket(TCP/IP)软件发送给YOXO1007的数据将通过UART发给用户的MCU,用户MCU的数据也可以通过UART发数据给计算机Socket(TCP/IP)软件。

(5) 如有需要,用户MCU上电后也可以通过类AT指令读取YOXO1007的MAC,修改IP等操作。

以上的使用步骤中并不需要复杂的软件开发工作,硬件开发可提供有完整的电路图。只需要使用ZLVircom一次性配置YOXO1007的 IP、波特率等参数保存好后就可以使用,真正做到了零软件开发。

一般来说可以在1个星期完成一个基于以太网的物联网产品的开发。此零软件开发特点为用户产品快速上市提供了快捷的方案,也避免了软件开发时间长、软件开发不稳定等问题。


集成丰富的IOT功能

YOXO1007内部已经集成了很多IOT的功能模块,减少了用户的开发相关物联网功能的工作量。这里简单介绍几个典型功能:

(1) 注册包和心跳包功能:物联网设备和云端对接的时候需要将自的ID发送到云端软件,方便云端识别设备的编号。YOXO1007/1043具有多种注册包和心跳包方式。

(2) YOXO1007可配置为http模式,可以和云端的asp/php的GET/POST指令直接对接;

(3) YOXO1007可以配置为MQTT功能,可配置JSON转Modbus RTU功能,可以自主采集设备信息,主动上发公有云或者卓岚云。

(4) 具有Modbus网关功能,实现Modbus TCP 转Modbus RTU;

(5) YOXO1007N支持P2P方式的内网穿越通讯,实现随时随地通过ID联网:可以在没有云端的环境下实现PC监控任意一台内网的设备。


某些应用无需外置MCU

由于YOXO1007芯片无需MCU通过串口、SPI进行配置,内部固化的程序已经可以实现UART转TCP/IP。

我们列举如下几个情况:

(1) 对接无线串口模块:YOXO1007可以用作某些无线模块数据采集转化为TCP/IP的网关。这个网关一端是无线模块,比如蓝牙、Zigbee、Rola等UART 接口的模块,另外一端是以太网。此时只需要将YOXO1007的UART和无线模块的UART直接对接即可,不需要再增加一个MCU。

(2) 仪表采集:YOXO1007支持自动采集,按照定制的格式定时上发的数据功能无,需要电路板上增加一个MCU进行数据采集和协议转化。

(3) 串口转网口网关:YOXO1007本身就是一个功能强大的串口服务器单芯片,如果需要实现串口转网口网关功能时,无需再外加MCU,也无需软件开发。另外YOXO1007具有RS485EN引脚,可以支持对接各类485芯片。


无缝对接原来串口程序

很多RS232/RS485设备原来内部的MCU具有UART接口,且MCU内部程序是已经开发好的,基于以下的原因可能用户不希望重新开发MCU内部的程序:

(1) 该MCU串口程序已经经过多年的应用验证,稳定可靠。如果重新开发为SPI等接口则会有稳定性方面的考虑。

(2) 由于研发进度短、研发资源不够等原因,如果能够直接使用原来的MCU的程序则会加快进度、减少研发投入。

(3) 原来的 MCU 程序代码已经丢失或者没有技术员在维护。

YOXO1007对于此类RS485/232设备的网络化升级提供了很好的方案,只要将原来和232/485芯片对接的部分和YOXO1007对接即可。无需进行软件开发,只需要设计电路即可完成产品升级。

另外YOXO1007配备的ZLVircom具有虚拟串口功能,如果用户不想修改上位机串口软件,同样可以满足要求。

目标应用

YOXO1007可以用于许多网络智能设备:

  • 物联网网关:物联网无线采集数据后转化为TCP/IP上传;如MQTT网关、JSON网关、对接云平台等;
  • 门禁:各类RFID、门禁设备转化为TCP/IP进行通讯;
  • 安防:各类周界报警产品,如电力围栏、红外探头、消防等产品的远程报警;
  • 仪表采集:各类电表、能耗监控表的仪表数据的采集和上发;
  • Modbus网关:YOXO1007本身是一个Modus网关单芯片,可以实现Modbus RTU设备升级为Modbus TCP设备;
  • 工业自动化:各类工业设备的RS485/232信号转化为TCP/IP信号进行采集和控制。
  • 智能家居设备:智能家居网关。
  • 网络IO控制器:YOXO1007本身具有8个IO输入输出引脚,单芯片可以实现网络型8路DI/DO产品的设计。
  • 工业自动化:工业4.0和自动化生产。
  • 建筑智能和能源监控:包括风力发电、太阳能等发电量的采集和传输。
  • 医疗监控设备:医疗设备的信息化。

产品规格

网络界面

  • 以太网
  • 内置PHY,支持自动协商

串口界面

  • 界面
  • 3.3V UART
  • 串口数
  • 1
  • 校验位
  • None, Even, Odd, Space, Mark
  • 数据位
  • 5~9
  • 停止位
  • 1,2
  • 流控
  • RTS/CTS,DTR/DCR,XON/XOFF
  • 速率
  • 110bps~921kbps,可自定义波特率

软件特性

  • 协议
  • TCP,HTTP,UDP,ICMP,ARP,IP,DNS,DHCP,MQTT,Modbus
  • 虚拟串口平台
  • Windows 98/2000/XP/WIN7/WIN8/WIN10
  • 配置方式
  • Web浏览器、卓岚ZLVirCom、串口类AT命令

电器特性

  • 电压输入
  • 供电电压:3.3V;25mA

机械特性

  • 尺寸
  • 见数据手册

工作环境

  • 工作温度,湿度
  • -40~85℃,5~95% RH
  • 储存温度,湿度
  • -40~120℃,5~95% RH

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