智嵌 ZQWL-EthRS-F1使用手册V1.5
版本号 :A
拟制人 :智嵌物联团队
时间 :2016年04月16日
目录
1产品快速入门 (3)
1.1硬件准备 (3)
1.2透传测试 (4)
2功能简介 (5)
2.1硬件特点 (6)
2.2网络特性 (6)
3模块硬件接口 (7)
3.1模块接口及尺寸 (7)
3.2模块指示灯含义 (7)
4模块参数配置 (8)
4.1智嵌串口服务器配置软件 (8)
4.2网页参数配置 (10)
5串口与网络数据透传 (13)
5.1TCP_SERVER工作模式 (13)
5.2TCP_CLIENT工作模式 (15)
5.3UDP_SERVER工作模式 (18)
5.4UDP_CLIENT工作模式 (18)
6Modbus TCP转RTU (19)
6.1TCP_SERVER工作模式下Modbus TCP 转RTU (19)
6.2TCP_CLIENT工作模式下Modbus TCP 转RTU (22)
7常见问题及解决办法 (22)
7.1搜索不到设备 (22)
7.2设备不能通讯 (23)
8附录选型表 (24)
1产品快速入门
ZQWL-EthRS-F1(以下简称F1)是实现RS232/RS485(可以同时使用)与以太网的数据相互转换的设备。设备的网络参数(如IP)和串口参数(RS232和RS485)都可以通过配置软件或者网页的方式修改。注意,若使用配置软件 ,在配置软件的左侧“端口选择”的下拉中 ,PORT1是RS232,PORT2是RS485。对PORT1参数的配置即是对RS232参数的配置;对PORT2的参数的配置即是对RS485的配置。
本节是为了方便用户快速对该产品有个大致了解而编写 ,第一次使用该产品时建议按照这个流程操作一遍,可以检验下产品是否有质量问题。
所需要的测试软件可以到官网下载 :
http://www.zhiqwl.com/
图1.0 产品资料下载
1.1硬件准备
为了测试F1 ,需要以下硬件:
●F1一个;
●DC12V 1A电源适配器一个 ;
●串口线一个(如果不测RS232功能 ,可以用) ;
●串口(或USB)转RS485接头一个(如果不测RS485功能,可以用);
●网线一个 ;
图1.1 硬件准备
先用产品的默认参数来测试,默认参数如下 :
表1.2.1 设备默认参数
的数据后正是根据这个两个本地端口来区分是发往RS232(PORT1)还是RS485(PORT2)的。
测试之前必须保证正电脑的IP是和设备IP处于一个网段内 ,如果不在一个网段内,需要重新设置电脑的IP地址(静态IP) ,如下 :
图1.2.1 电脑IP地址设置
(1)RS232与网络透传测试
用串口线将电脑和设备的RS232口(DB9)连接 ,用网线将电脑的网口和设备的网口连接 ,然后DC12V 1A电源适配器给设备供电 。
打开网络调试助手,在网络助手的“协议类型”下拉列表中 ,选择“TCP Client”(因为RS232的工作模式是TCP SERVER);将“服务器IP地址”一栏中输入F1的IP地址:192.168.1.253.在“服务器”端口一栏中输入RS232的本地端口:1030 。以上都设置好后 ,点击“连接” ,连接成功后,连接按钮的状态将变成红色灯,如图1.2.2所示。
打开串口。
图 1.2.2 RS232与网络数据透传
经过以上步骤后 ,网络和RS232就可以互相发数据了 。
(2)RS485与网络透传测试
用串口(或USB)转RS485接头将电脑和设备的RS485口(绿色插头 ,A接A,B接B)连接 ,用网线将电脑的网口和设备的网口连接,然后DC12V 1A电源适配器给设备供电 。
打开网络调试助手,在网络助手的“协议类型”下拉列表中 ,选择“TCP Client”(因为RS485的工作模式是TCP SERVER) ;将“服务器IP地址”一栏中输入F1的IP地址 :192.168.1.253.在“服务器”端口一栏中输入RS485的本地端口:1031。以上都设置好后 ,点击“连接” ,连接成功后,连接按钮的状态将变成红色灯 ,如图1.2.3所示 。
打开串口调试助手,选择所用的串口号 ,并将串口的参数按照图1.2.3设置 。设置好后打开串口 。
图 1.2.3 RS485与网络数据透传
2功能简介
ZQWL-EthRS-F1是一款小巧精致、高性能、高稳定性的串口服务器模块。它具有1路RS232接口、1路RS485接口和1路以太网接口 。用户利用它可以轻松完成串口设备与网络设备的互
2.1硬件特点
2.2网络特性
·支持静态和动态IP ;
·支持网线交叉直连自动切换
·工作端口 ,目标IP 和目标端口均可设定 ;
·TCP 服务器模式下 ,每路TTL均支持4个客户端的连接 ;
·支持DNS功能;
·支持网络在线升级固件功能 ;
·可以跨越网关,交换机,路由器 ;可以工作在局域网 ,也可工作在互联网 ;
·支持协议包括ETHERNET、ARP 、IP、ICMP 、UDP 、DHCP 、TCP ;
·支持网页参数配置功能 ;
·支持Modbus TCP转RTU功能;
3模块硬件接口
3.1模块接口及尺寸
图1 模块接口
图2 尺寸
3.2模块指示灯含义
本模块共有4个LED指示灯:POWER 、RUN 、RS232和RS485 。其基本含义如表1 :
4模块参数配置
本模块可以通过“智嵌串口服务器配置软件”以及网页的方式进行参数的配置。注意,模块只有重启后 ,新设置的参数才生效 。
4.1智嵌串口服务器配置软件
可以通过配置软件对模块的参数配置 ,可以配置的参数如下:模块IP,子网掩码 ,网关 ,DNS服务器 ,MAC地址(也可以采用出厂默认),两路串口的参数 ;也可以通过配置软件对模块进行固件升级。
使用方法如下:
1、将模块通过网线和电脑或路由器连接 ,并给模块上电,RUN灯闪烁(约1Hz)表
示模块启动正常。
2、基本参数设置
·IP地址类型支持静态IP和动态IP ;
设定)。
·波特率支持:600,1200,2400,4800,9600,14400,19200,38400,56000,57600,115200,128000 ,230400,25600,460800,921600,1024000。
·工作模式支持:TCP_SERVER,TCP_CLIENT,UDP_SERVER,UDP_CLIENT 。
·该模块支持DNS功能 ,可以在目标IP/域名栏填写所要连接的域名网址 。
·用户名和密码是为网页配置登陆所用 ,默认用户名是admin ,密码是admin ,可以修改(用户名只能用配置软件修改,密码既可用配置修改也可以用网页修改)。
点击上图中的“搜索设备” ,如果搜索成功 ,设备列表中 ,会出现搜到的模块 :
需要修改模块的参数时 ,需要点击“保存设置”后 ,参数才能保存到模块中 。
如果搜索不到设备 ,请检查网线是否接好以及配置软件的“网络适配器”是否选对:
3、恢复出厂设置
如果用户不慎将参数设置错误,可以点击“恢复出厂” ,模块将自动重新装载出厂参数(之前用户设定的参数将被覆盖) 。
另外 ,也可以按住“CFG”按键,并保持5秒以上 ,实现恢复出厂设置。
4 、固件升级
注意 ,此功能要慎重使用 ,如果确实需要升级固件,请先用我司联系获取最新固件,然后再技术人员的指导下进行操作。
网页配置提供中英文两个版本 ,如果要使用网页进行参数配置,首先要知道模块的IP ,如果不慎忘记,可以通过按住“CFG”按键,保持5秒 ,模块恢复出厂设置,此时模块的IP 是 :192.168.1.253。
在浏览器中输入 :http://192.168.1.253/,回车,则出现配置网页,需要认证用户名和密码(和配置软件中的一致) ,初始用户名为 :admin ,初始密码为:admin。
中文版 :
英文版:
登陆成功后就可以对模块配置了:
如上图,在“IP地址配置”页面中,可以配置模块的IP信息 ,以及是否要使用自动获取IP 。
如上图 ,在“RS485配置”页面中(RS232和此相同),可以设置所需的RS485参数 。
如上图,在“密码管理”页面中,可以修改模块的登陆密码 。
如上图,在“重启设备”页面中 ,可以对设备重启,如果选中“恢复出厂设置” ,则模块参数将恢复到出厂参数 。
5串口与网络数据透传
该设备有两个端口:PORT1和PORT2 ,PORT1对应RS232接口 ,PORT2对应RS485接口 。分别对这两个端口做参数配置后,就可以使用了。每个端口可以分别配置不同的波特率 、工作模式等参数 。
配置软件的左侧部分为两个端口所共有参数,右侧部分可以通过“端口选择”下拉来选择PORT1或PORT2,从而实现对两个端口的分别配置 。
每个端口都有4种工作模式可以选择:
TCP_SERVER,TCP_CLIENT,UDP_SERVER,UDP_CLIENT 。在这4种工作模式里仅有前两种支持“Modbus TCP 转RTU”功能。
本节以PORT1(RS232)为例来介绍上述4种工作模式如何实现串口和网络的数据透传。
5.1TCP_SERVER工作模式
设备默认的工作模式即时TCP_SERVER模式 ,该模式下,“目标IP/域名”和“目标端口”无意义,参数默认即可 。
图 5.1.1 TCP_SERVER模式下,目标参数无意义
“本地端口”正是PORT1对应的TCP监听端口号,作为TCP客户端的设备需要连接这个端口号(1030) 。PORT1和PORT2的本地端口号不能相同 。
该模式下 ,每个端口最多支持4个客户端的连接 ,每个客户端都可以接收到串口发来的数据 ,并且每个客户端都可以向串口发数据。
注意 ,如果要实现PORT1和网络的数据透传 ,“Modbus TCP转RTU”不能打勾,否则就是特定的协议转换了(后续章节将介绍该功能的用法)。
单客户端连接的情况正如第1.2章节的“RS232与网络数据透传测试”里所介绍的。
打开4个网络调试助手和1个串口调试助手 ,参数设置和透传结果如下 :
图5.1.2 多客户端与串口数据透传
发后,每隔20秒向客户端发送一个“keep alive”数据包来探测TCP客户端是否还在 ,如果客户端不在(没有收到回复),则断开该TCP连接,释放资源以待客户端重新连接 。
5.2TCP_CLIENT工作模式
该模式下,设备作为TCP客户端 ,主动向“目标IP/域名”和“目标端口”所指定的TCP服务器发起连接,直到连接成功 。
连接成功后,设备自动开启“keep alive”保活机制 :如果TCP没有数据收发后 ,每隔20秒向服务器发送一个“keep alive”数据包来探测TCP服务器是否还在 ,如果服务器不在(没有收到回复) ,则断开该TCP连接 ,并向服务器重连 。
“目标IP/域名”一栏中,既可以填IP也可以填域名,设备会自动解析。如果“本地端口”填0,则本地端口有系统随机分配。
现在以电脑IP为192.168.1.100来做测试 。
首先将串口服务器PORT1的工作模式选“TCP_CLIENT”模式 ,“目标IP/域名”一栏填:192.168.1.100(即电脑的IP);“目标端口”一栏中填4000(此端口对应网络助手里的“本地端口号”) :
设置好后 ,点“保存参数” ,然后重启设备。
打开网络调试助手和串口助手 ,在网络助手里 ,“协议类型”选“TCP Server”(与PORT1的工作模式相对应) ;“本地IP地址”即为电脑的IP地址: 192.168.1.100;“本地端口”即为串口服务器PORT1的“目标端口” :4000。设置好后,点网络调试助手的“连接” ,进入监听状态 。
稍等片刻后,我们就可以在“连接对象”的下拉表中看到PORT1(1030)连上来了 :
图 5.2.1 网络助手设置
这时就可以和PORT1做数据透传了:
图 5.2.2 TCP_CLIENT 模式数据透传
该模式下 ,每个串口都可以设置“注册心跳包数据”和“注册心跳包时间” ,其含义是 :当“注册心跳包时间”不为0时 ,在没有数据透传的情况下 ,则每隔“注册心跳包时间”就会向TCP服务器发送“注册心跳包数据” 。当“注册心跳包时间”为0时 ,禁止此功能(出厂参数) 。
举例说明 ,如果“注册心跳包时间”设置为10 ,则当没有数据透传的情况下,每隔10秒向TCP服务器发送一包“注册心跳数据”,这在连外网(例如域名)时非常有用 ,因为此种情况下就不能利用该PORT的“本地端口”来区分是哪个串口发来的数据了(本地端口已被路由器取代) 。
该项参数可以通过网页的形式配置:
图 5.2.3 TCP_CLIENT 模式注册心跳包设置
配置好后,重启设备,则在没有数据透传的情况下 ,TCP服务器会每隔10秒收到一包注册数据:
图 5.2.4 TCP_CLIENT 模式注册心跳包
该种工作模式下,“目标IP/域名”和“目标端口”无意义 ,参数默认即可 。
UDP_SERVER模式下,串口数据总是发往最后一个与设备通讯的UDP对象(IP和端口),并且必须先有对方向设备发数据后 ,设备才能记录这个IP和端口号 。
该模式的特点是,串口数据可以和不通的UDP对象(IP和端口)通讯 。
以PORT1为例说明 。将PORT1的工作模式配成UDP_SERVER模式 ,保存 ,重启。打开网络助手和串口助手,在网络助手里 ,将“协议类型”选择为“UDP”;“本地IP地址”为电脑的IP(如192.168.1.100) ;“本地端口”任意设置(如8000)。设置好后,点“连接” ,下方则会出现“目标主机”和“目标端口”,分别填上串口服务器的IP(192.168.1.253)和PORT1的“本地端口” :1030 。
这时,需要网络助手先发一包数据到串口,然后串口发的数据才能传到网络 。
图 5.3.1 UDP_SERVER模式数据透传
5.4UDP_CLIENT工作模式
该模式下串口数据总是发往预先设置的“目标IP/域名”和“目标端口” ,并且多个UDP 对象(IP和端口)都可以将数据发到串口服务器IP和该PORT的“本地端口”上 ,从而转发到该PORT口上 。将PORT1的工作模式配成UDP_CLIENT模式 ,“目标IP/域名”填上电脑的IP(如192.168.1.100) ,保存,重启。
打开网络助手和串口助手,在网络助手里 ,将“协议类型”选择为“UDP”;“本地IP 地址”为电脑的IP(如192.168.1.100);“本地端口号”与PORT1的“目标端口”一致(4000) 。
这时,UDP就可以和PORT1透传数据了(此种模式不需要UDP先发数据,区别于“UDP_SERVER”模式):
图 5.4.1 UDP_CLIENT模式数据透传
另外,该模式下 ,支持“目标IP/域名”为“255.255.255.255”的广播发送 。
6Modbus TCP转RTU
在“TCP_SERVER”和“TCP_CLIENT”模式下 ,支持该功能 。启用方法是将“Modbus TCP 转RTU”打勾即可。
该功能是协议转换,只有网络和串口数据符合Modbus TCP和Modbus RTU协议格式时才进行数据转换 ,否则将数据丢弃 。
6.1TCP_SERVER工作模式下Modbus TCP 转RTU
在该模式下 ,与串口服务器通讯的设备或软件(如组态王、Modbus Poll等)必须工作在TCP客户端模式下 ,这也是比较常用的模式 。
现在用“Modbus Poll”作为上位机软件(Modbus TCP),用本公司研发的继电器控制板“ZQWL-IO-1BNRA16-C”作为Modbus RTU设备,借助于串口服务器的“Modbus TCP 转RTU”功能 ,来实现上位机软件对RTU设备的通讯 。
正确连接线路后 ,对串口服务器进行配置 ,将“Modbus TCP 转RTU”打勾:
保存 ,重启 。
打开“Modbus Poll”(需要先安装 ,这里假定已经安装好了) ,点“Connetion”下拉的“Connect…”
弹出设置对画框,安装如下设置:
安照上图设置完成后 ,点“OK” :
此时还没有和RTU建立通讯,还需要点上图中的红色框按钮,来设置相应的功能码和RTU的地址 :
正确设置完成后,点“OK” ,这时就可以通讯了:
图6.1.1 Modbus TCP 转RTU
其他的Modbus TCP软件如组态王等 ,与此类似。
6.2TCP_CLIENT工作模式下Modbus TCP 转RTU
该模式下,与串口服务器通讯的设备或软件(如组态王、Modbus Poll等)必须工作在TCP服务器模式下 ,这种模式不常见 。
使用方法与TCP_SERVER工作模式下的类似,不同的是,串口服务器的“目标IP/域名”必须设置成电脑(或其他设备)的IP ,“目标端口”必须是电脑(或其他设备)上位机软件(如组态王等)所监听的端口 ,比较常用端口是502 。
7常见问题及解决办法
7.1搜索不到设备
使用“智嵌串口服务器配置软件”搜不到设备时 ,请检查:
(1)电源灯是否正常(PWR灯);运行灯(RUN绿色)是否为闪烁(频率约1HZ)。网口灯是否正常(一个常亮,一个有数据时会闪烁)。
电源灯不亮 :检查电源适配器是否接好。
运行灯不是闪烁(频率约1HZ) :检查电源电压是否在产品规定范围内 。
网口灯不正常 :检查网线连接。
(2)配置软件的“网络适配器”是否选对 :
当电脑有多个网卡时 ,需要选择与串口服务器通讯的网卡进行搜索 :
检查设备参数是否配置正确(IP,工作模式 ,波特率等参数) 。
(1)设备IP是否正确
一般情况下需要设备和电脑在一个网段内 ,注意配置软件能搜到不一定说明就在一个段内 。
(2)串口参数是否正确
设备的串口参数必须与所连串口设备参数一致才能通讯,如波特率 ,数据位,检验位,停止位 :
(3)端口的工作模式
设备每个端口都有4种工作模式 ,如下图 ,当选择TCP_SERVER和UDP_SERVER模式时 ,“目标IP/域名”和“目标端口”无意义,默认即可。本地端口就是该串口对应的socket 端口号 。
(4)透传与Modbus TCP是否选对
当不勾选“Modbus TCP转RTU”时 ,设备为透明转换功能 ,即网络收到什么数据 ,相应的串口就会发出什么数据(串口到网络也是如此);当勾选“Modbus TCP转RTU”,设备为协议转换,网络和串口的数据必须符合该协议才能通讯正常 。
(5)参数修改后是否重启
当设备参数修改后 ,需要重启才能生效。
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8附录选型表
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