YOXO1007 是上海卓嵐推出的一款針對物聯網應用的晶片。YOXO 是上海卓嵐的晶片品牌。YOXO1007 可以單晶片實現串列埠轉乙太網、UART 轉 TCP/UDP、MQTT 閘道器、Modbus 閘道器、JSON 轉 Modbus 自主採集、對接雲平臺等功能,其網路通訊方式為乙太網。串列埠速率從 110~921.6kbps 可配置。也可以進行簡單的加密、邊緣計算等功能。具有整合度高、價效比高、開發簡單、穩定性強、低功耗等特點。
YOXO1007 採用 QFN48 封裝,體積小,其乙太網介面內部已經整合 PHY 功能,外圍電路只需要供電、晶振和阻容,硬體設計比較簡單。工作電流在 25mA左右,3.3V 單電源供電。YOXO1007 系列的基本的功能是實現 UART 到 TCP/IP的協議轉化,即將 UART 收到的資料轉到到雲端/計算機,雲端/計算機下發的資料轉發到 UART。實現這些功能,無需使用者開發程式,YOXO1007 內部的程式是已經固化好的,使用者配置即可使用。可以將它視為一顆單晶片級別的串列埠轉網口晶片、物聯網閘道器晶片。
它內部已經整合物聯網(IOT)所需的各類功能,包括:
1) 透過網口搜尋和配置 YOXO1007 的引數;
2) 透過網口下載自定義的 Web,透過 Web 配置 IP 和波特率等引數;
3) 可配置 YOXO1007 的工作模式自動連線 7 個雲端伺服器;
4) 可以配置 YOXO1007 具有註冊包和心跳包功能;
5) 支援 MQTT 閘道器功能。
6) 支援可配置的JSON轉Modbus/DLT-645功能,支援對接公有云和卓嵐雲。
7) 可配置為 http 模式,可以和雲端的 asp/php 的 GET/POST 指令直接對接;
8) 可以主動串列埠傳送指令,採集儀表資料後按照定製格式上傳;
9) 具有 Modbus 閘道器功能,實現 Modbus TCP 轉 Modbus RTU;
10) 提供裝置配置工具 ZLVircom,可以支援虛擬串列埠,提供 Windows 平臺對裝置管理的動態連結庫;
11) 支援 SNMP 協議,可以將各類串列埠協議轉化為 SNMP 協議(需選擇YOXO1007-snmp 型號);
12) YOXO1007N 支援 P2P 方式的內網穿越通訊,實現隨時隨地透過 ID 聯網(需選擇 YOXO1007N 型號)。
框圖
YOXO1007 系列內部韌體程式是已經固化好的,無需二次開發,但是可以透過網口進行程序升級。晶片的外部介面主要是 UART、乙太網和 IO 介面。YOXO1007 內部功能模組包括:網路配置的晶片引數的功能,串列埠透過類似 AT指令配置的功能,透過已經內嵌的 Web 進行配置的功能,IO 控制輸入輸出引腳功能等。
硬體特點
- 單晶片整合度高:內部整合乙太網的 MAC 和 PHY 介面,無需擴充套件 RAM、FLASH、PHY,只需外接電阻電容。
- 支援自動協商(Auto Negotiation Full-duplex&half duplex)。
- 3.3V 工作電壓,3.3V 訊號承受度。
- 波特率支援 110~921.6kbps,資料位支援 5~9 位,校驗位可以為無校驗、奇校驗、偶校驗、標記、空格這五種方式,支援硬體流控和軟體流控。
- QFN48 封裝。
- 豐富的指示燈引腳:TCP 連線建立指示燈、網線連線指示、資料通訊指示。
- 支援連線 RS485 的傳送控制腳 RS485_EN。
- -40°C~85°C 工業級晶片。
軟體特點
- 內部固化全功能的串列埠轉 TCP/IP 軟體,無需二次開發。
- 支援TCP服務端、TCP客戶端,UDP模式,UDP組播。作為TCP客戶端的時候同時支援TCP伺服器端功能。作為TCP伺服器支援30個TCP連線,作為TCP客戶端支援7個目的 IP。
- 支援晶片連線上傳送MAC地址功能,方便雲端管理裝置。
- 提供計算機端搜尋、配置晶片的二次開發包 DLL 開發庫。
- 支援Web瀏覽器配置、支援DHCP動態獲得IP、DNS協議連線域名伺服器地址。
- 支援雲端遠端搜尋晶片、配置晶片引數、晶片韌體程序升級。
- 支援遠端透過軟體檢視晶片的TCP連線狀態、串列埠資料傳送、接收狀態。虛擬串列埠支援資料監視功能。
- 支援透過串列埠傳送類AT指令進行晶片引數的讀寫和控制。
- 支援Modbus閘道器功能,支援Modbus RTU轉Modbus TCP。可以支援儲存型的Modbus,可以自動採集裝置資料,並存儲起來;也支援非儲存模式的Modbus閘道器;支援可配置 Modbus閘道器ZLMB。
- 支援多主機功能:在一問一答的查詢方式下,支援網口端允許有多臺計算機同時訪問同一個串列埠裝置。
- 支援自定義心跳包和註冊包功能:可以方便和雲端進行通訊和裝置識別。
- 支援TCP建立連線需要密碼驗證的功能,保證連線安全性。
- 支援http方式的資料提交和下發功能,雲端可以直接使用http的GET指令和裝置的串列埠資料進行互動。
- 支援透過任意的網路指令來控制8個IO口的電平。
- 支援MQTT閘道器功能。
- 支援可配置JSON轉Modbus RTU/DLT-645協議,支援對接公有云和卓嵐雲。
- 另外YOXO1007N支援P2P方式網路NAT穿越功能。YOXO1007N-snmp支援SNMP協議。YOXO1007-W支援透過內建網頁透過串列埠傳送控制指令。
優勢
YOXO1007 系列有如下的 4 個優勢:零軟體開發、整合豐富的 IOT 功能、某些應用無需外接 MCU、無縫對接原來串列埠程式。
零軟體開發
YOXO1007 系列晶片內部程式無需使用者二次開發,對接使用者MCU的UART直接收發資料即可將資料傳輸到網路上的計算機程式。使用者使用步驟大致如下:
(1) 卓嵐提供完整的YOXO1007晶片的外圍電路圖,使用者按照此電路圖設計,將YOXO1007焊接到電路板。
(2) YOXO1007 的電路板上電後,電路板的 RJ45 網口接入網路,網路中的任何一臺計算機透過ZLVircom或者使用者自己開發的程式,透過網路搜尋裝置,使用ZLVircom檢視YOXO1007的IP和埠,如有需要可以配置IP和波特率。將計算機上的Socket(TCP/IP)軟體連線到裝置IP和埠。
(3) 相關指示燈指示YOXO1007和計算機是否建立TCP/IP。
(4) 連線建立後,Socket(TCP/IP)軟體傳送給YOXO1007的資料將透過UART發給使用者的MCU,使用者MCU的資料也可以透過UART發資料給計算機Socket(TCP/IP)軟體。
(5) 如有需要,使用者MCU上電後也可以透過類AT指令讀取YOXO1007的MAC,修改IP等操作。
以上的使用步驟中並不需要複雜的軟體開發工作,硬體開發可提供有完整的電路圖。只需要使用ZLVircom一次性配置YOXO1007的 IP、波特率等引數儲存好後就可以使用,真正做到了零軟體開發。
一般來說可以在1個星期完成一個基於乙太網的物聯網產品的開發。此零軟體開發特點為使用者產品快速上市提供了快捷的方案,也避免了軟體開發時間長、軟體開發不穩定等問題。
整合豐富的IOT功能
YOXO1007內部已經集成了很多IOT的功能模組,減少了使用者的開發相關物聯網功能的工作量。這裡簡單介紹幾個典型功能:
(1) 註冊包和心跳包功能:物聯網裝置和雲端對接的時候需要將自的ID傳送到雲端軟體,方便雲端識別裝置的編號。YOXO1007/1043具有多種註冊包和心跳包方式。
(2) YOXO1007可配置為http模式,可以和雲端的asp/php的GET/POST指令直接對接;
(3) YOXO1007可以配置為MQTT功能,可配置JSON轉Modbus RTU功能,可以自主採集裝置資訊,主動上發公有云或者卓嵐雲。
(4) 具有Modbus閘道器功能,實現Modbus TCP 轉Modbus RTU;
(5) YOXO1007N支援P2P方式的內網穿越通訊,實現隨時隨地透過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裝置。
某些應用無需外接MCU
由於YOXO1007晶片無需MCU透過串列埠、SPI進行配置,內部固化的程式已經可以實現UART轉TCP/IP。
我們列舉如下幾個情況:
(1) 對接無線串列埠模組:YOXO1007可以用作某些無線模組資料採集轉化為TCP/IP的閘道器。這個閘道器一端是無線模組,比如藍芽、Zigbee、Rola等UART 介面的模組,另外一端是乙太網。此時只需要將YOXO1007的UART和無線模組的UART直接對接即可,不需要再增加一個MCU。
(2) 儀表採集:YOXO1007支援自動採集,按照定製的格式定時上發的資料功能無,需要電路板上增加一個MCU進行資料採集和協議轉化。
(3) 串列埠轉網口閘道器:YOXO1007本身就是一個功能強大的串列埠伺服器單晶片,如果需要實現串列埠轉網口閘道器功能時,無需再外加MCU,也無需軟體開發。另外YOXO1007具有RS485EN引腳,可以支援對接各類485晶片。
無縫對接原來串列埠程式
很多RS232/RS485裝置原來內部的MCU具有UART介面,且MCU內部程式是已經開發好的,基於以下的原因可能使用者不希望重新開發MCU內部的程式:
(1) 該MCU串列埠程式已經經過多年的應用驗證,穩定可靠。如果重新開發為SPI等介面則會有穩定性方面的考慮。
(2) 由於研發進度短、研發資源不夠等原因,如果能夠直接使用原來的MCU的程式則會加快進度、減少研發投入。
(3) 原來的 MCU 程式程式碼已經丟失或者沒有技術員在維護。
YOXO1007對於此類RS485/232裝置的網路化升級提供了很好的方案,只要將原來和232/485晶片對接的部分和YOXO1007對接即可。無需進行軟體開發,只需要設計電路即可完成產品升級。
另外YOXO1007配備的ZLVircom具有虛擬串列埠功能,如果使用者不想修改上位機串列埠軟體,同樣可以滿足要求。
目標應用
YOXO1007可以用於許多網路智慧裝置:
- 物聯網閘道器:物聯網無線採集資料後轉化為TCP/IP上傳;如MQTT閘道器、JSON閘道器、對接雲平臺等;
- 門禁:各類RFID、門禁裝置轉化為TCP/IP進行通訊;
- 安防:各類周界報警產品,如電力圍欄、紅外探頭、消防等產品的遠端報警;
- 儀表採集:各類電錶、能耗監控表的儀表資料的採集和上發;
- Modbus閘道器:YOXO1007本身是一個Modus閘道器單晶片,可以實現Modbus RTU裝置升級為Modbus TCP裝置;
- 工業自動化:各類工業裝置的RS485/232訊號轉化為TCP/IP訊號進行採集和控制。
- 智慧家居裝置:智慧家居閘道器。
- 網路IO控制器:YOXO1007本身具有8個IO輸入輸出引腳,單晶片可以實現網路型8路DI/DO產品的設計。
- 工業自動化:工業4.0和自動化生產。
- 建築智慧和能源監控:包括風力發電、太陽能等發電量的採集和傳輸。
- 醫療監控裝置:醫療裝置的資訊化。