工业物联网关(M-LINK)SP-WG200A---MES硬件通讯传输方案
June, 2018

工业物联网关(M-LINK)SP-WG200A硬件规格


产品概述


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       深圳讯鹏科技有限公司自主研发的工业物联网关SP-WG200B,采用业内工业级高性能嵌入式结构,针对智能制造、智能家居、智慧农场、工业控制、工厂设备等领域,将数据的采集与传输做了专业的一体化设计。使用此网关时,用户无需关心具体细节,只需简单设置即可实现以太网、WIFI、RS232、RS485、RF433、IO等设备之间的数据交换。网关自带输入输出、AD采集和温度测量等功能,用户发送简单指令即可方便采集设备的开关信号、计数信号、模拟量信号,也可以控制设备的输出状态,从而轻松实现物联网。


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工业物联网关接口描述

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功能

名称

描述

外部接口

DC12V

电源接口DC12V/1A

INT

4路光电隔离输入接口(信号5~24V

OUT

6OD门输出接口(VDS <60V,ID<4A)

WIFI

WIFI天线(SMA接口)

RF

RF天线(SMA接口)

LAN

10/100M以太网接口

RXT232

RS232串口通讯接口(DB9公头)

RS485

工业RS485通讯接口(3PIN接线座)

LED

LINK

WIFI连接指示灯

STATE

系统状态指示灯(系统正常工作时每2秒闪亮一次,有数据传输或有输入信号时亮)

POWER

电源指示灯

按键

NRELOAD

恢复出厂设置(按下大于3秒)


工业物联网关规格参数表

分类

项目

描述

硬件参数

电源电压

DC12V

工作电流

平均电流100mA@12V,峰值电流200mA@12V

通信接口

网口/WIFI/RS232/RS485/RF433接口

串口参数

RS232/RS485/RF433(默认9600bps,8,1,None)

以太网

10Mbps/100Mbps

输入接口

4路光电隔离输入 (DC信号5~24V)

输出接口

6OD门输出 (VDS <60V,ID<4A)

天线接口

WIFI:SMA接口; RF:SMA接口

工作温度

-30~65

相对湿度

10%~90%无冷凝

外形尺寸

133mm×92mm×24.5mm

WIFI参数

标准认证

FCC/CE/ROHS

无线标准

802.11 b/g/n

频率范围

2.412GHz-2.484GHz

发射功率

802.11b: +19dBm(Max.@11Mbps)

802.11g: +18dBm(Max.@54Mbps)

802.11n:   +17dBm(Max.@HT20,MCS7)

+17dBm(Max.@HT40,MCS7)

用户可以配置功率

接收灵敏度

802.11b: -89dBm@11Mbps

802.11g: -81dBm@54Mbps

802.11n:   -73dBm@HT20,MCS7

-71dBm@HT40,MCS7

RF参数

工作频率

431.5M-435M(另有427.5-431M435.5-439M版本)

调制方式

GFSK

频道间隔

500KHZ

信道数

8信道

发射功率

最大20dBm

接收灵敏度

-116dBm

传输距离

传输距离大于200米(具体视环境而定)

软件参数

无线网络类型

AP/STA 模式

安全机制

WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK

加密类型

WEP64/WEP128/TKIP/AES

工作模式

数据透传+网关协议

网络协议

TCP/UDP/ARP/ICMP/DHCP/DNS/HTTP

TCP连接数

32

用户配置

WEB服务器配置


工业物联网关组网架构

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1、AD模块

增加8路AD,支持0~5V电压和0~20mA电流检测。支持电压、电流、电阻型传感器探头,如PT100热电阻传感器

2、增加6路输入状态检测

检测输入状态,指示灯显示状态

3、更改串口分配

将STM32的5路串口全数使用,增加扩展性、灵活性; 两路RS-485,1路用于通讯,1路用于挂接RS-485设备; 一路RS-232; 一路用于与内置RF433无线模块通讯;一路用于与内置网络4、模块通讯

支持三相电参数计量模块

主机通过网络下发“读取电量计量数据”指令,本设备收到指令后,通过RS-485读取电量计量模块的数据,将数据打包成讯鹏协议,转发给主机。

5、RS-485接口支持其它模块

A、震动传感器

B、角度传感器

C、温度湿度传感器

D、噪声传感器

E、气压传感器


工业物联网关应用场景

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讯鹏淘宝直营店.jpg


工业物联网关(M-LINK)SP-WG200A操作说明


快速建立通讯测试

【以下4步,使用WIFI方式,使电脑端与网关设备快速实现通讯测试。】

复位WIFI模块

操作方法:网关RESET下方有个小孔,在通电状态使用尖锐物品按压3秒以上恢复出厂设置。

1、通过WIFI登录设备

a、连接设备,使用手机或者笔记本电脑搜索WIFI,连接”USR-WIFI232-B2_xxxx”(xxxx 是 MAC 地址

     后四位)即是模块的默认网络名称(SSID)。

b、登录设备,在浏览器地址栏输入网关默认IP地址(10.10.100.254),弹出账号密码输入窗口后,输入

     登录账号名与密码。初始账号名:admin;初始密码:admin。窗口如下所示:


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点确定后登录设备可进行相关参数配置(快速测试默认参数即可),主页如下所示

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2. 建立连接

使用TCP测试工具,创建TCP连接。目标IP是设备的默认IP(10.10.100.254),端口号8899。


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3、传输数据指令测试

建立TCP连接后,可以传输数据。

举例:发送指令3A 00 01 00 02 03 6F 00 07 09 01 01 01 01 01 01 C5这条指令会打开6路输出,若

网关返回数据2A 00 02 00 01 03 6F 00 01 09 A9,表示通讯成功。

协议功能及说明详见《工业物联网关(M-LINK)SP-WG200A协议说明》


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工业物联网关(M-LINK)SP-WG200A参数配置


本章节主要对网关 Web 管理页面配置进行说明。

首次使用网关时,需要对网关进行一些配置,可通过WEB管理页面进行,本节主要对网关配置进行说明。

默认情况下,USR-WIFI232-B2 的 AP 接口 SSID 为 USR-WIFI232-B2_xxxx,IP 地址和用户名、密码如下:

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1、打开WEB管理网页

可使用手机或者笔记本电脑搜索WIFI,连接”USR-WIFI232-B2_xxxx”(xxxx 是 MAC 地址后四位)即是

模块的默认网络名称(SSID),在浏览器地址栏输入网关默认IP地址(10.10.100.254),弹出账号密码输

入窗口后,输入登录账号名与密码(默认账号名:admin;初始密码:admin)然后“确认”。窗口如

下所示:


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进入管理网页后,管理页面右上角可设置中文和英文界面显示。主界面有十个分页面,分别为“快速

配置”、“模式选择”、“无线接入点设置”、“无线终端设置”、“串口及网络设置”、“以太网

功能设置”、“HTTPD Client 模式”、“IO 控制”、“高级设置”及“模块管理”。


2、快速配置页面


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快速配置页面为用户提供了一个快速配置网关的方法。按照页面的步骤配置完参数并重启模块,就

可以让网关正常工作起来,减小了配置的步骤及时间。当然本页面的选项较少,如果一些详细配置,

还是要到相应页面配置。

本页面有四个需要配置的选项及一个重启项,下面进行相应的说明:

       无线配置:配置模块的 WIFI 的工作模式,既可以是 AP 模式也可以是 STA 模式。

       以太网功能配置:打开/关闭以太网口,并设置相应的工作模式。

       串口配置:配置模块的串口参数,包括串口波特率、校验位、485 功能等等

       网络配置:配置模块的网络参数,只有 Socket A 的相关参数。

       重启模块:当上述参数都配置完成后,点击重启模块。


3、模式选择页面

Web 第一页可以设置选择模块工作在 AP 模式或 STA 模式。“数据传输模式”选择模块的工作模式分别是“透明传输模式”、“串口指令模式”、“HTTPD Client 模式”、“GPIO 模式”。


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4、无线接入点设置页面

网关支持 AP 接口,通过这个接口可以十分方便的对模块进行管理,而且可以实现自组网,管理页面如

下图。包括:SSID 设置,无线网络模式设置及无线安全设置,以及 AP 组成的局域网的设置。


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5、无线终端设置页面

无线终端接口,即 STA 接口。网关可以通过 STA 接口接入到其它无线网络中,设置如下图:

该页设置包括二个表,上面一个是 STA 的无线设置,包括要连接的 AP 的 SSID,安全设置等。下面一个表为网络连接模式设置,包括 DHCP 及静态连接模式。


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6、串口及网络设置页面

串口及网络参数的设置包括:串口参数的设置、自动成帧设置、以太网功能设置、设备 id 设置及网络协议的设置。


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<说明>:

网络侧可以设置 4 种模式:TCP Server、TCP Client、UDP server、UDP client。

当模块被配置为 UDP Server 端后,模块会记忆最后一次通信的 UDP Client 端,并且跟最后一次的 UDP Client端通信。而 UDP Client 模式则只会跟目标 IP 和端口通信。当设置成 TCP Server 时,不需要输入 IP 地址。对于其它设置,需要在 IP 地址处填入需要连接的对方 IP 地址。端口处填入协议端口号,通讯两端的端口号必须相同。

Socket B 只能作为 TCP Client 端与服务器通信。

TCP 连接密码验证:当网关工作在 TCP Server 模式,对连接过来的 TCP Client 进行密码验证。

注意:此验证只在网关作为 TCP Server 时起作用。当开启后,TCP Client 连上网关的 TCP Server 时,第一条发往模块的数据是密码加回车换行。密码是登陆网页时的密码默认是“admin”。例如默认时发送的第一条数据应该为“0x61 0x64 0x6D 0x69 0x6E 0x0D 0x0A”(16 进制)。


7、以太网功能设置页面

本页面用来设置模块的以太网网口,网口是可以打开或是关闭的。而且可以设置成 WAN 口使用,这

样模块可以作为二级路由器,便于用户组网。具体设置页面如下:


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8、HTTPD Client 模式页面

预留功能,暂未定义。

9、 IO 控制页面

预留功能,暂未定义。

10、高级设置页面

高级设置页面下,用户可以设置端口映射和 DDNS 功能,而不用去路由器上设置,减少了设置的复杂

度,端口映射和 DDNS 配合使用,可以在公网环境内,通过输入花生壳域名和端口,就能快速方便的

找到模块的。


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注:由于花生壳协议修改,目前暂不支持!


11、模块管理页面

模块管理包括用户名/密码设置,重启、恢复出厂设置、超时重启、定时重启以及软件升级功能。


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<说明>:

“重启模块”按健:当用户在不同的页面设置参数后,点击“确定”来确定设置的参数,但这些设置

必需在用户点击模块管理页面的“重启”后才会生效。点击“重启”后,模块会复位重起,并且刷新

内存里的原有配置信息。


工业物联网关(M-LINK)SP-WG200A组网及应用

本章着重介绍网关的组网方式,可以帮助您对产品网络部署及应用有一个整体的认识。


一、工业物联网关无线组网方式

网关可以配置为无线 STA,也可以配置成 AP。

设置方式如下:

举例,登录网关内置网页,进入模式选择页面,选择 Station 模式(将网关设置为 STA 模式),如下:


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1、 基于 STA 的无线网络

网关作为 STA 是一种最常用的组网方式,由一个路由和多个 STA 组成一个无线网络,所有的STA 都以 AP 做为无线网络的中心,STA 之间的相互通信都通过 AP 转发完成。如果 AP 已经接入外部网络,则设备数据可以传输到外网的服务器。如下图:


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2、基于 AP 的无线网络

模块作为 AP 模式,可以通过手机/PAD/电脑在无需任何配置的情况下,快速接入模块进行数据传递。

另外,还可以登陆网关的内置网页进行参数设置。


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模块 TCPA 默认参数:TCP,Server,8899,10.10.100.254,手机/PAD/电脑端作为 TCP Client 连接,即可通信。多个网关可以通过自组网的方式轻松实现扩大整个无线网络的覆盖范围,如下图,编号为 1的 USR-WIFI232-B2 模块作为一个 AP 使用, 2、 3 号模块及电脑作为 STA 连到 1 号模块上,这样所有网关都可以通过电脑进行管理。


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注意:作为 STA 的网关,在类似的应用需要保证 LAN IP 与从 AP 获得的 WAN IP 地址不在同一网

段,否则将无法正常通信。


二 、工业物联网关以太网接口组网

网关提供一个 100M 以太网接口,通过这个 100M 以太网接口,用户可以实现 WIFI 口、串口、以太网口,三个接口互通。为了降低功耗,以太网功能默认是关闭的,可以登陆网关的内置网页开启以太网接口,并可设置网口工作方式为LAN或WAN,如下图:


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1、网关以太网接口功能(AP LAN)

网关模块作为 AP,以模块为中心组成一个网络,网络中所有设备的 IP 地址与模块工作在同一个网段,可以互通。


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2、网关以太网接口功能(AP WAN)

网关模块做为 AP,以太网接口设置为 WAN 口,连接至可上外网的路由上,开启 DHCP 服务器功能,此时网关作为二级路由器使用,PC 或者其他智能手持设备连接模块 AP 即可上网,此时网关默认 AP通常为 USR-WIFI232-B2_xxxx,无加密,可以通过网页进行设置。网关连到 AP 后,从 AP 处获得 IP 地址(如图 192.168.1.10)。网关本身组成一个子网(默认 10.10.100.254),以太网接口上的设备由模块分配地址(如图 10.10.100.100)如下图:


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注意:需要保证设置的 LAN IP 地址不能与网关从 AP 获得的 WAN IP 地址在同一网段!


3、Socket 通信

Socket A 的工作方式包括:TCP Server、TCP Client、UDP Server、UDP Client,目前 Socket B 只支持 TCPclient。

当 Socket A 设置成 TCP Server 时,可支持最多达到 32 个 TCP Client 的 TCP 链路连接。在多 TCP 链路连接方式下,从 TCP 传输的数据会被逐个转发到串口上。从串口上过来的数据会被复制成多份,在每个 TCP 链接转发一份。具体数据流程图所示:


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工业物联网关(M-LINK)SP-WG200A通讯协议(范例)


表3.5 读ID/IC卡及参数


主机指令

3A 00   01 00 02 03 44 00 01 01 86

START

0x3A

1字节

固定(下行帧起始码)

目的ID

0x0001

2字节

目的地址=0x0001 (可变)

本机ID

0x0002

2字节

本机地址=0x0002 (可变)

产品标识符

0x03

1字节

可变(工位终端=0x03)

基本命令码

0x44

1字节

固定

重发次数

0x00

1字节


数据长度

0x01

1字节


数据序号

0x01

1字节


校验和

0x86

1字节

校验和=校验和之前所有字节累加和(取低8位)


表3.6 读ID/IC卡及参数返回数据

从机返回

2A 00   02 00 01 03 44 00 05 01 00 00 00 01 7B

START

0x2A

1字节

固定(上行帧起始码)

目的ID

0x0002

2字节

目的地址=0x0002 (可变)

本机ID

0x0001

2字节

本机地址=0x0001 (可变)

产品标识符

0x03

1字节

可变(工位终端=0x03)

基本命令码

0x44

1字节

固定

重发次数

0x00

1字节


数据长度

0x05

1字节

可变

数据序号

0x01

1字节


卡号

0x00 0x00 0x00 0x01

4字节

读到的卡号(十六进制)

校验和

0x7B

1字节

校验和=校验和之前所有字节累加和(取低8位)