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串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)/串口服務(wù)器單芯片

YOXO1007

串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)/串口服務(wù)器單芯片

性價(jià)比高、功耗低、波特率高
48腳QFN封裝，體積小
內(nèi)部已經(jīng)集成串口服務(wù)器所需功能，無(wú)需軟件開(kāi)發(fā)
支持NTP、ZLMB Modbus網(wǎng)關(guān)

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概述

YOXO1007/YX1007 是上海卓嵐推出的一款針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的芯片。YOXO 是上海卓嵐的芯片品牌。YOXO1007/YX1007 可以單芯片實(shí)現(xiàn)串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)、UART 轉(zhuǎn) TCP/UDP、MQTT 網(wǎng)關(guān)、Modbus 網(wǎng)關(guān)、JSON 轉(zhuǎn) Modbus 自主采集、對(duì)接云平臺(tái)等功能，其網(wǎng)絡(luò)通訊方式為以太網(wǎng)。串口速率從 110~921.6kbps 可配置。也可以進(jìn)行簡(jiǎn)單的加密、邊緣計(jì)算等功能。具有集成度高、性價(jià)比高、開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性強(qiáng)、低功耗等特點(diǎn)。

YOXO1007/YX1007 采用 QFN48 封裝，體積小，其以太網(wǎng)接口內(nèi)部已經(jīng)集成 PHY 功能，外圍電路只需要供電、晶振和阻容，硬件設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單。工作電流在 25mA左右，3.3V 單電源供電。YOXO1007/YX1007 系列的基本的功能是實(shí)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(jì)算機(jī)，云端/計(jì)算機(jī)下發(fā)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)到 UART。實(shí)現(xiàn)這些功能，無(wú)需用戶開(kāi)發(fā)程序，YOXO1007/YX1007 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(jí)別的串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口芯片、物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)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(guò)網(wǎng)口搜索和配置 YOXO1007/YX1007 的參數(shù)；

2) 通過(guò)網(wǎng)口下載自定義的 Web，通過(guò) Web 配置 IP 和波特率等參數(shù)；

3) 可配置 YOXO1007/YX1007 的工作模式自動(dòng)連接 7 個(gè)云端服務(wù)器；

4) 可以配置 YOXO1007/YX1007 具有注冊(cè)包和心跳包功能；

5) 支持 MQTT 網(wǎng)關(guān)功能。

6) 支持可配置的JSON轉(zhuǎn)Modbus/DLT-645功能，支持對(duì)接公有云和卓嵐云。

7) 可配置為 http 模式，可以和云端的 asp/php 的 GET/POST 指令直接對(duì)接；

8) 可以主動(dòng)串口發(fā)送指令，采集儀表數(shù)據(jù)后按照定制格式上傳；

9) 具有 Modbus 網(wǎng)關(guān)功能，實(shí)現(xiàn) Modbus TCP 轉(zhuǎn) Modbus RTU；

10) 提供設(shè)備配置工具 ZLVircom，可以支持虛擬串口，提供 Windows 平臺(tái)對(duì)設(shè)備管理的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)；

11) 支持 SNMP 協(xié)議，可以將各類串口協(xié)議轉(zhuǎn)化為 SNMP 協(xié)議（需選擇YOXO1007-snmp 型號(hào)）；

12) YOXO1007N 支持 P2P 方式的內(nèi)網(wǎng)穿越通訊，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地通過(guò) ID 聯(lián)網(wǎng)（需選擇 YOXO1007N 型號(hào)）。

框圖

YOXO1007 系列內(nèi)部固件程序是已經(jīng)固化好的，無(wú)需二次開(kāi)發(fā)，但是可以通過(guò)網(wǎng)口進(jìn)行程序升級(jí)。芯片的外部接口主要是 UART、以太網(wǎng)和 IO 接口。YOXO1007 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(guò)類似 AT指令配置的功能，通過(guò)已經(jīng)內(nèi)嵌的 Web 進(jìn)行配置的功能，IO 控制輸入輸出引腳功能等。

硬件特點(diǎn)

單芯片集成度高：內(nèi)部集成以太網(wǎng)的 MAC 和 PHY 接口，無(wú)需擴(kuò)展 RAM、FLASH、PHY，只需外接電阻電容。
支持自動(dòng)協(xié)商（Auto Negotiation Full-duplex&hals
3.3V 工作電壓，3.3V 信號(hào)承受度。
波特率支持 110～921.6kbps，數(shù)據(jù)位支持 5～9 位，校驗(yàn)位可以為無(wú)校驗(yàn)、奇校驗(yàn)、偶校驗(yàn)、標(biāo)記、空格這五種方式，支持硬件流控和軟件流控。
QFN48 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~85°C 工業(yè)級(jí)芯片。

軟件特點(diǎn)

內(nèi)部固化全功能的串口轉(zhuǎn) TCP/IP 軟件，無(wú)需二次開(kāi)發(fā)。
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(shí)候同時(shí)支持TCP服務(wù)器端功能。作為TCP服務(wù)器支持30個(gè)TCP連接，作為TCP客戶端支持7個(gè)目的 IP。
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(jì)算機(jī)端搜索、配置芯片的二次開(kāi)發(fā)包 DLL 開(kāi)發(fā)庫(kù)。
支持Web瀏覽器配置、支持DHCP動(dòng)態(tài)獲得IP、DNS協(xié)議連接域名服務(wù)器地址。
支持云端遠(yuǎn)程搜索芯片、配置芯片參數(shù)、芯片固件程序升級(jí)。
支持遠(yuǎn)程通過(guò)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(guò)串口發(fā)送類AT指令進(jìn)行芯片參數(shù)的讀寫(xiě)和控制。
支持Modbus網(wǎng)關(guān)功能，支持Modbus RTU轉(zhuǎn)Modbus TCP。可以支持存儲(chǔ)型的Modbus，可以自動(dòng)采集設(shè)備數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)起來(lái)；也支持非存儲(chǔ)模式的Modbus網(wǎng)關(guān)；支持可配置 Modbus網(wǎng)關(guān)ZLMB。
支持多主機(jī)功能：在一問(wèn)一答的查詢方式下，支持網(wǎng)口端允許有多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)訪問(wèn)同一個(gè)串口設(shè)備。
支持自定義心跳包和注冊(cè)包功能：可以方便和云端進(jìn)行通信和設(shè)備識(shí)別。
支持TCP建立連接需要密碼驗(yàn)證的功能，保證連接安全性。
支持http方式的數(shù)據(jù)提交和下發(fā)功能，云端可以直接使用http的GET指令和設(shè)備的串口數(shù)據(jù)進(jìn)行交互。
支持通過(guò)任意的網(wǎng)絡(luò)指令來(lái)控制8個(gè)IO口的電平。
支持MQTT網(wǎng)關(guān)功能。
支持可配置JSON轉(zhuǎn)Modbus RTU/DLT-645協(xié)議，支持對(duì)接公有云和卓嵐云。
另外YOXO1007N支持P2P方式網(wǎng)絡(luò)NAT穿越功能。YOXO1007N-snmp支持SNMP協(xié)議。YOXO1007-W支持通過(guò)內(nèi)置網(wǎng)頁(yè)通過(guò)串口發(fā)送控制指令。

優(yōu)勢(shì)

YOXO1007 系列有如下的 4 個(gè)優(yōu)勢(shì)：零軟件開(kāi)發(fā)、集成豐富的 IOT 功能、某些應(yīng)用無(wú)需外置 MCU、無(wú)縫對(duì)接原來(lái)串口程序。

零軟件開(kāi)發(fā)

YOXO1007 系列芯片內(nèi)部程序無(wú)需用戶二次開(kāi)發(fā)，對(duì)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(jì)算機(jī)程序。用戶使用步驟大致如下：

(1) 卓嵐提供完整的YOXO1007芯片的外圍電路圖，用戶按照此電路圖設(shè)計(jì)，將YOXO1007焊接到電路板。

(2) YOXO1007 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(tái)計(jì)算機(jī)通過(guò)ZLVircom或者用戶自己開(kāi)發(fā)的程序，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索設(shè)備，使用ZLVircom查看YOXO1007的IP和端口，如有需要可以配置IP和波特率。將計(jì)算機(jī)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YOXO1007和計(jì)算機(jī)是否建立TCP/IP。

(4) 連接建立后，Socket(TCP/IP)軟件發(fā)送給YOXO1007的數(shù)據(jù)將通過(guò)UART發(fā)給用戶的MCU，用戶MCU的數(shù)據(jù)也可以通過(guò)UART發(fā)數(shù)據(jù)給計(jì)算機(jī)Socket(TCP/IP)軟件。

(5) 如有需要，用戶MCU上電后也可以通過(guò)類AT指令讀取YOXO1007的MAC，修改IP等操作。

以上的使用步驟中并不需要復(fù)雜的軟件開(kāi)發(fā)工作，硬件開(kāi)發(fā)可提供有完整的電路圖。只需要使用ZLVircom一次性配置YOXO1007的 IP、波特率等參數(shù)保存好后就可以使用，真正做到了零軟件開(kāi)發(fā)。

一般來(lái)說(shuō)可以在1個(gè)星期完成一個(gè)基于以太網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)。此零軟件開(kāi)發(fā)特點(diǎn)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(kāi)發(fā)時(shí)間長(zhǎng)、軟件開(kāi)發(fā)不穩(wěn)定等問(wèn)題。

集成豐富的IOT功能

YOXO1007內(nèi)部已經(jīng)集成了很多IOT的功能模塊，減少了用戶的開(kāi)發(fā)相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)功能的工作量。這里簡(jiǎn)單介紹幾個(gè)典型功能：

(1) 注冊(cè)包和心跳包功能：物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和云端對(duì)接的時(shí)候需要將自的ID發(fā)送到云端軟件，方便云端識(shí)別設(shè)備的編號(hào)。YOXO1007/1043具有多種注冊(cè)包和心跳包方式。

(2) YOXO1007可配置為http模式，可以和云端的asp/php的GET/POST指令直接對(duì)接；

(3) YOXO1007可以配置為MQTT功能，可配置JSON轉(zhuǎn)Modbus RTU功能，可以自主采集設(shè)備信息，主動(dòng)上發(fā)公有云或者卓嵐云。

(4) 具有Modbus網(wǎng)關(guān)功能，實(shí)現(xiàn)Modbus TCP 轉(zhuǎn)Modbus RTU；

(5) YOXO1007N支持P2P方式的內(nèi)網(wǎng)穿越通訊，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地通過(guò)ID聯(lián)網(wǎng)：可以在沒(méi)有云端的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)PC監(jiān)控任意一臺(tái)內(nèi)網(wǎng)的設(shè)備。

某些應(yīng)用無(wú)需外置MCU

由于YOXO1007芯片無(wú)需MCU通過(guò)串口、SPI進(jìn)行配置，內(nèi)部固化的程序已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)UART轉(zhuǎn)TCP/IP。

我們列舉如下幾個(gè)情況：

(1) 對(duì)接無(wú)線串口模塊：YOXO1007可以用作某些無(wú)線模塊數(shù)據(jù)采集轉(zhuǎn)化為TCP/IP的網(wǎng)關(guān)。這個(gè)網(wǎng)關(guān)一端是無(wú)線模塊，比如藍(lán)牙、Zigbee、Rola等UART 接口的模塊，另外一端是以太網(wǎng)。此時(shí)只需要將YOXO1007的UART和無(wú)線模塊的UART直接對(duì)接即可，不需要再增加一個(gè)MCU。

(2) 儀表采集：YOXO1007支持自動(dòng)采集，按照定制的格式定時(shí)上發(fā)的數(shù)據(jù)功能無(wú)，需要電路板上增加一個(gè)MCU進(jìn)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)：YOXO1007本身就是一個(gè)功能強(qiáng)大的串口服務(wù)器單芯片，如果需要實(shí)現(xiàn)串口轉(zhuǎn)網(wǎng)口網(wǎng)關(guān)功能時(shí)，無(wú)需再外加MCU，也無(wú)需軟件開(kāi)發(fā)。另外YOXO1007具有RS485EN引腳，可以支持對(duì)接各類485芯片。

無(wú)縫對(duì)接原來(lái)串口程序

很多RS232/RS485設(shè)備原來(lái)內(nèi)部的MCU具有UART接口，且MCU內(nèi)部程序是已經(jīng)開(kāi)發(fā)好的，基于以下的原因可能用戶不希望重新開(kāi)發(fā)MCU內(nèi)部的程序：

(1) 該MCU串口程序已經(jīng)經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用驗(yàn)證，穩(wěn)定可靠。如果重新開(kāi)發(fā)為SPI等接口則會(huì)有穩(wěn)定性方面的考慮。

(2) 由于研發(fā)進(jìn)度短、研發(fā)資源不夠等原因，如果能夠直接使用原來(lái)的MCU的程序則會(huì)加快進(jìn)度、減少研發(fā)投入。

(3) 原來(lái)的 MCU 程序代碼已經(jīng)丟失或者沒(méi)有技術(shù)員在維護(hù)。

YOXO1007對(duì)于此類RS485/232設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)化升級(jí)提供了很好的方案，只要將原來(lái)和232/485芯片對(duì)接的部分和YOXO1007對(duì)接即可。無(wú)需進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)，只需要設(shè)計(jì)電路即可完成產(chǎn)品升級(jí)。

另外YOXO1007配備的ZLVircom具有虛擬串口功能，如果用戶不想修改上位機(jī)串口軟件，同樣可以滿足要求。

目標(biāo)應(yīng)用

YOXO1007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(wú)線采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)化為TCP/IP上傳；如MQTT網(wǎng)關(guān)、JSON網(wǎng)關(guān)、對(duì)接云平臺(tái)等；
門禁：各類RFID、門禁設(shè)備轉(zhuǎn)化為TCP/IP進(jìn)行通訊；
安防：各類周界報(bào)警產(chǎn)品，如電力圍欄、紅外探頭、消防等產(chǎn)品的遠(yuǎn)程報(bào)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)：YOXO1007本身是一個(gè)Modus網(wǎng)關(guān)單芯片，可以實(shí)現(xiàn)Modbus RTU設(shè)備升級(jí)為Modbus TCP設(shè)備；
工業(yè)自動(dòng)化：各類工業(yè)設(shè)備的RS485/232信號(hào)轉(zhuǎn)化為TCP/IP信號(hào)進(jìn)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：YOXO1007本身具有8個(gè)IO輸入輸出引腳，單芯片可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)型8路DI/DO產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
工業(yè)自動(dòng)化：工業(yè)4.0和自動(dòng)化生產(chǎn)。
建筑智能和能源監(jiān)控：包括風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)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。