ESP-C2模组实现透传示例说明

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描述

WIFI-TTL透传模块说明
 

ESP32

V 1.0 2022-11-24

1 简介

WiFi-TTL透传模块基于我司DT-ESPC2-12模块研发,引出串口TTL、EN、STATE 等引脚。产品内置我司最新版本的串口透传固件可完成设备TTL 端口到WiFi/云的数据实时透传。本模块可直接取代原有的有线串口,实现嵌入式设备数据采集和控制。

TTL-WiFi 模块特点如下:

l 基于蓝牙和Cozylife配网,配网迅速、成功率高

l 基于Cozylife小程序配置,无需通过浏览器输入IP配置,用户体验更好

l 串口与WiFi 数据实时无缝透传

l 串口支持设置波特率、数据位、奇偶校验、停止位、流控

l 支持波特率300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800, 38400, 57600, 74880, 115200, 128000, 230400, 256000, 460800, 921600, 1843200, 3686400

l 支持TCP Server、TCP Client、UDP Server、UDP Client

l 应用场景:智能家居、无线数据采集透传、智能小车控制、无线串口打印机、户外

l LED 灯、工业控制等。

2 模块参数

n 通用参数

l 芯片: ESP32-C2

l 尺寸:16mm24mm3mm

n Wi-Fi 特性

l IEEE 802.11 b/g/n兼容

l 信道频率: 2412 ~ 2484 MHz

n 蓝牙特性

l Bluetooth LE: Bluetooth 5, Bluetooth mesh

l 速率: 125 Kbps, 500 Kbps, 1 Mbps, 2 Mbps

n 外围接口

l RXD

l TXD

l STATUS

l VCC

l GND

l EN

n 工作温度 : -40℃-85℃

n 工作温度 : -40℃-105℃ (可选)

3 接口定义

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图 31 接口定义

序号 接口 功能
1 TXWIFI GPIO1,TTL-WIFI透传数据发送脚
2 RXWIFI GPIO2,TTL-WIFI透传数据接收脚
3 STATUS GPIO3,Socket连接状态输出脚,Socket已连接时输出高电平,未连接时输出低电平
4 EN EN
5 VCC 3V3供电口
6 GND GND
7 GND GND

注:原模块上的GPIO0-GPIO2、GPIO6GPIO10、GPIO18GPIO20等PIN脚未使用。

4 设备配网

模块上电,初次未连接的模块将直接进入配网模式

如果模块已经配置过,需连续重启模块5次,重启间隔约1秒,模块将重新进入配网模式;

打开Cozylife 舒适生活APP,点击“发现1个设备”

选中已发现的设备,点击“下一步”
 

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图 41 发现设备
 

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图 42 选择设备

手机连接2.4G WIFI;

输入WIFI SSID和密码,点击“连接”,等待设备自动配网;

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图 43 输入WIFI密码
 

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图 44 等待配网

设备配网成功后,点击“完成”,进入设备控制页面,可对串口和Socket参数进行配置;

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图 45 配置成功

5 AT指令

数据方向 指令 说明
STA状态查询    
MCU->WII模块 AT+STASTATUS 查下STA模式状态
WiFi模块->MCU STA:OK WiFi模块回复STA连接成功
WiFi模块->MCU STA: DISCONNECT WiFi模块回复STA连接失败
获取STA模式的IP和MAC    
MCU-> WiFi模块 AT+STAINFO 获取WiFi模块IP和MAC
WiFi模块->MCU 192.168.5.153 10:97:bd:f3:62:24
查询TCP Client模式下连接状态    
MCU-> WiFi模块 AT+TCPCLIENT 查询TCP Client模式下连接状态,其他模式下无意义
WiFi模块->MCU TCP:OK TCP client已经连接
WiFi模块->MCU TCP: DISCONNECT TCP client断开连接
重启模块    
MCU->WiFi模块 AT+RST 重启wifi模块
WiFi模块->MCU RST:OK 收到指令立刻回应
恢复出厂设置    
MCU->WiFi模块 AT+RESTORE WiFi模块恢复出厂设置
WiFi模块->MCU RESTORE:OK 收到指令立刻回应

6 恢复出厂

见AT指令-恢复出厂设置指令

或是连续重启模块5次,重启间隔约1秒,模块将重新进入配网模式;

7 设备配置

7.1 配置界面说明

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图 71 配置界面

配置界面分为4个区域:

l 【设备IP信息区域】为设备联网后的实际IP,在服务器模式下作为连接服务器的IP使用;

l 【TTCL串口配置区域】,可配置串口的波特率、数据位、奇偶位、停止位、流控等信息

l 【Socket配置区域】,可配置Socket透传的类型、不同透传协议的IP地址、端口号等参数。

l 【参数保存并上传按钮】,用于将参数保存至设备。保存后设备断电也不会丢失。

7.2 TTL串口配置

l 点击“波特率”数字,可选择支持的多种波特率, 包括:

300/600/1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600/74880/115200/230400/460800/921600/1843200/3686400

l 点击“数据位”可选择5/6/7/8位数据位

l 点击“奇偶位”可选择“禁用”、EVEN、ODD

l 点击“停止位”可选择1、1.5、2位停止位

l 点击“流控”可选择“禁用”、RTS_CTS、CTS、RTS
 

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图 72 波特率选择
 

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图73数据位选择

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图74奇偶位选择

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图75 停止位选择

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图76流控选择

7.3 透传Socket类型配置

透传Socket可选择:

l 未设置

l TCP服务器

l TCP客户端

l UDP服务器

l UDP客户端
 

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图 77 Socket类型选择

7.4 设置Socket参数

选择了Socket透传类型后,可对对应的Socket参数进行配置。

填写端口值时,应注意端口值为不大于65535的整数,如果填错,系统将进行错误提示。此时应对错误进行修改,否则错误的参数不会被保存。

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图78端口输入错误

填写IP时,应注意IP的正确格式为“xxx.xxx.xxx.xxx”,其中xxx为0~255之间的整数,此外不应填写广播地址、组播地址、网络地址等非主机地址。

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图79 IP输入错误

7.5 保存参数

配置完毕后应点击“保存”按钮对参数进行保存。

保存后,所有配置将存储在设备端,设备断电、重启和升级不会导致配置丢失。

修改串口参数后,应同时修改与设备连接的其他设备的串口参数。

修改Socket参数后,应保证对端主机或服务器参数配置一致。

7.6 其他选项

点击右上角的铅笔图标 可以查看设备详情。

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图 710 设备详情

在设备详情中,如果有新的固件,可对固件进行在线更新。更新时应保证设备通电、网络畅通。

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图711设备信息和更新

8 配置示例

8.1 使用到的软件

电脑端:NetAssist、SerialTool、Netcat。

8.2 TCP服务器透传示例

Cozylife APP端配置打开TCP服务器功能,并配置TCP服务器端口号。点击“保存”。

ESP32

图 81 TCP服务器配置

电脑上打开NetAssist网络调试助手,协议类型选择TCP Client,IP和端口填CozyLife APP上显示的IP地址和配置的端口号。

网络调试助手和SerialTool透传

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ESP32

图 82 网络调试助手、SerialTool界面

8.3 TCP客户端通过tcp .doit.am****中转服务透传示例

http://tcp.doit.am 提供tcp客户端消息中转服务,具体内容可查阅http://tcp.doit.am 网站。

[]()http://tcp.doit.am 使用115.29.109.104:6548的IP地址和端口号提供服务。

Cozylife APP端配置打开TCP客户端功能,并配置要连接的对端TCP服务器IP地址为115.29.109.104,端口号为6548。点击“保存”。

ESP32ESP32

图 83 配置TCP客户端参数

电脑上打开NetAssist网络调试助手,协议类型选择TCP Client,IP和端口填http://tcp.doit.am上的信息。

ESP32

图 84 网络调试助手界面

8.4 UDP****服务器透传示例

Cozylife APP端配置打开UDP服务器功能,并配置要监听的端口号。点击“保存”。
 

ESP32


 

ESP32

图 85 配置UDP服务器

电脑端输入nc命令行,使用”-u”参数配置为udp模式,连接设备IP和端口。如:

netcat-win32-1.12>nc64 -u 192.168.100.239 6110

在SerialTool的发送区域输入字符,将会透传到nc端;

在nc端输入字符,将会透传到SerialTool端。

8.5 UDP****客户端透传示例

Cozylife APP端配置打开UDP客户端功能,并配置要连接的对端UDP服务器IP地址和端口号,本例中为本机地址。点击“保存”。
 

ESP32ESP32

图 86 配置UDP客户端

电脑端输入nc命令行,使用”-ul”参数配置为udp服务器监听模式。如:

netcat-win32-1.12>nc64 -ul -p 7000

在SerialTool的发送区域输入字符,将会透传到nc端;

在nc端输入字符,将会透传到SerialTool端。

9 模块最小系统

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图 91 最小系统

模块采用3.3V直流供电。

MCU与模块TTL串口线交叉对接。

模块与MCU应共地。

10 模块Socket状态感知最小系统

ESP32

图 101 带有Socket状态感知的系统

模块采用3.3V直流供电。

MCU与模块TTL串口线交叉对接。

MCU使1脚作为输入IN脚,连接模块STATUS输出脚;Socket连接正常时,STATUS将输出高电平,否则输出低电平。

模块与MCU应共地。

[]()

11 外型与尺寸

模块使用DT-ESPC2-12硬件,外形和尺寸与其相同。
 

ESP32

图 111 外型
 

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图 112 上视图尺寸

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图 113侧视图尺寸
 

ESP32

图 114 PCB布局

12 []()推荐产品模块安装

本模块可直接焊接在PCB板上,为提高RF性能,请为PCB天线区域留空。

以下3种方式使用本模块:

方式1:模块置于PCB板边。天线完全暴露,周围不能放置金属物体,包括但不限于导线、金属外壳、金属配重块等。

方式2:模块置于PCB板框内,天线区域挖空。天线周围至少与PCB保留5mm间距。周围不能放置金属物体,包括但不限于导线、金属外壳、金属配重块等。

 

方式3:模块置于PCB板上,天线周围完全空出,PCB在此区域不能覆铜。
ESP32

 

图121 方式1
 

ESP32

图122 方式2

ESP32

图12-3 方式3

13 技术参数

13.1 电气特性

Parameters Condition Min Classical Max Unite
Store Temperature - -40 Normal 150
Sold Temperature IPC/JEDEC J-STD-020 - - 260
Working Voltage - 3.0 3.3 3.6 V
I/O VIL - -0.3 - 0.25*VDD
VIH - 0.75*VDD - VDD+0.3  
VOL - - - 0.1*VDD  
VOH - 0.8*VDD - -  
Electrostatic release quantity (Human model) TAMB=25℃ - - 2 KV
Electrostatic release quantity (Human model) TAMB=25℃ - - 0.5 KV

表 131电气特性

13.2 能耗

Parameters Min Classical Max Unit
RX 11b /g/n, HT20 - - 82 mA
RX 11n,HT40   - 84  
TX 11b, 1Mbps@21dBm   - 350  
TX 11g, 54Mbps@19dBm - - 295 mA
TX 11n, HT20, MCS7, @18.5dBm - - 290 mA
TX 11n, HT40, MCS7, @18.5dBm - - 290 mA
Modem-sleep, CPU is powered on @80MHz - 15 - mA
Light-sleep - 130 - uA
Deep-sleep, RTC timer + RTC memory - 5 - uA
Power off, CHIP_PU is set to low level - 1 0 uA

表 132 能耗

13.3 WIFI RF特性

以下参数为3.3V时室温环境测得。

Parameters Min Classical Max Unit
Input frequency 2412 - 2484 MHz
802.11b @1Mbps,11Mbps - 20.5 - dBm
802.11g @6Mbps - 20.0 - dBm
802.11g @54Mbps - 18.0 - dBm
802.11n,HT20 MCS0 - 19.0 - dBm
802.11n,HT40 MCS0 - 18.5 - dBm
EVM @11b,1Mbps@21dBm - -24.5 - dBm
EVM @11g,54Mbps@19dBm - -28 - dBm
EVM @11n,MCS7@18.5dBm - -30.5 - dBm
EVM @11n, HT40, MCS7@18.5dBm - -30.5 - dBm

表 133 WIFI RF特性

Table.6.2 Wi-Fi RX Sensitivity

Parameters Min Classical Max Unit
802.11b,1Mbps - -98 - dBm
802.11b,11Mbps - -88. - dBm
802.11g,6Mbps - -92 - dBm
802.11g,54Mbps - -76 - dBm
802.11n,HT20,MCS0 - -92 - dBm
802.11n,HT20,MCS3 - -85 - dBm
802.11n,HT20,MCS7 - -74 - dBm
802.11n,HT40,MCS0 - -90 - dBm
802.11n,HT40,MCS3 - -81 - dBm
802.11n,HT40,MCS7 - -71 - dBm

Table.6.3 Wi-Fi RX Characteristics

Parameters Min Classical Max Unit
MAX RX Level @11b,1Mbps - 5 - dBm
MAX RX Level @11b,11Mbps - 5 - dBm
MAX RX Level @11g,6Mbps - 5 - dBm
MAX RX Level @11g,54Mbps - 0 - dBm
MAX RX Level @11n,HT20,MCS0 - 5 - dBm
MAX RX Level @11n,HT20,MCS7 - 0 - dBm
MAX RX Level @11n,HT40,MCS0 - 5 - dBm
MAX RX Level @11n,HT40,MCS7 - 0 - dBm
RX Adjacent Channel Rejection@11b,1Mbps - 35 - dB
RX Adjacent Channel Rejection@11b,11Mbps - 35 - dB
RX Adjacent Channel Rejection@11g,6Mbps - 31 - dB
RX Adjacent Channel Rejection@11g,54Mbps - 14 - dB
RX Adjacent Channel Rejection@11n,HT20,MCS0 - 31 - dB
RX Adjacent Channel Rejection@11n,HT20,MCS7 - 13 - dB
RX Adjacent Channel Rejection@11n,HT40,MCS0 - 19 - dB

13.4 BLE射频

Parameters Min Classical Max Unit
Gain control power - 3 - dBm
RF power control range -27 - 18 dBm
In-band emissions @F-F0±3MHz, LE 1M - -41.95 - dBm
In-band emissions @F-F0±>3MHz, LE 1M - -44.48 - dBm
Modulation characteristics @ △f1avg, LE 1M - 245 - kHz
Modulation characteristics @△f2max, LE 1M - 208 - kHz
Carrier frequency offset, LE 1M - -9 - kHz
In-band emissions @F-F0±5MHz, LE 2M - -45.26 - dBm
In-band emissions @F-F0±>5MHz, LE 2M - -47 - dBm
Modulation characteristics @ △f1avg, LE 2M - 497 - kHz
Modulation characteristics @△f2max, LE 2M - 398 - kHz
Carrier frequency offset, LE 2M - -9 - kHz
In-band emissions @F-F0±3MHz, LE 500K - -41.3 - dBm
In-band emissions @F-F0±>3MHz, LE 500K - -42.8 - dBm
Modulation characteristics @ △f1avg, LE 500K - 220 - kHz
Modulation characteristics @△f2max, LE 500K - 205 - kHz
Carrier frequency offset, LE 500K - -11.9 - kHz
Maximum received signal @30.8% PER - 10 - dBm

表 134 BLE射频

Table.7.2 RX Transmitter General Characteristics

Parameters Min Classical Max Unit
1M Sensitivity @30.8% PER - -96 -
Maximum received signal @30.8% PER - 10 - dBm
Co-channel C/I - 8 - dB
Image frequency - -29 - dB
Adjacent channel to image frequency @F =F image +1 - -38 - dB
Adjacent channel to image frequency @F =F image -1 - -34 - dB
  Adjacent channel selectivity@ F =F0+1 - -4 -
Adjacent channel selectivity@ F =F0-1 - -3 - dB
Adjacent channel selectivity@ F ≥F0+3 - - - dB
Adjacent channel selectivity@ F ≤F0-3 - -39 - dB
2M Sensitivity @30.8% PER - -93 -
Maximum received signal @30.8% PER - 0 - dBm
Co-channel C/I - 10 - dB
Image frequency - -27 - dB
Adjacent channel to image frequency @F =F image +2 - -39 - dB
Adjacent channel to image frequency @F =F image -2 - - - dB
Adjacent channel selectivity@ F =F0+2 - -7 - dB
Adjacent channel selectivity@ F =F0-2 - -7 - dB
Adjacent channel selectivity@ F ≥F0+6 - -39 - dB
Adjacent channel selectivity@ F ≤F0-6 - -39 - dB
125K Sensitivity @30.8% PER - -104 -
Maximum received signal @30.8% PER - 10 - dBm
Co-channel C/I - 2 - dB
Image frequency - -34 - dB
Adjacent channel to image frequency @F =F image +1 - -44 - dB
Adjacent channel to image frequency @F =F image -1 - -37 - dB
Adjacent channel selectivity@ F =F0+2 - -40 - dB
Adjacent channel selectivity@ F =F0-2 - -42 - dB
Adjacent channel selectivity@ F ≥F0+3 - - - dB
Adjacent channel selectivity@ F ≤F0-3 - -46 - dB

 审核编辑:汤梓红

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