USR-K6 串口转以太网模块：功能、参数与设置全解析

在物联网和工业自动化领域，串口转以太网模块是实现设备联网的关键组件。USR-K6 作为一款高性价比多功能的嵌入式 TTL 串口转以太网模块，为用户提供了丰富的功能和灵活的配置选项。本文将详细介绍 USR-K6 的功能特点、硬件参数、产品功能以及参数设置方法，帮助电子工程师更好地了解和应用这款模块。

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一、快速入门

1.1 硬件测试环境

• 硬件准备：快速测试需要 USR-K6 模块、USR-Kx-EVK、网线、DC5V 1A 电源、串口线和电脑。
• 硬件连接：将 K6 的串口通过串口线与计算机相连，用网线连接 K6 的网口和 PC 的网口，接入电源适配器供电。

1.2 网络测试环境

为避免服务器搜索不到、ping 不通和打不开网页等问题，需关闭电脑防火墙和杀毒软件，关闭无关网卡，对于服务器直连 PC 的情况，要给电脑设置静态 IP 地址。

1.3 默认参数测试

设备默认参数包括用户名、密码、IP 地址、子网掩码、默认网关、工作模式、本地端口、目标端口、目标 IP、串口波特率和串口参数等。

1.4 数据传输测试

使用测试软件“USR-TCP232-Test.exe”，按照图 3 连接好硬件，设置网络和串口参数，即可进行串口与以太网口之间的双向通信测试。

二、产品概述

2.1 产品简介

USR-K6 是一款小体积的串口转以太网模块，能实现 RJ45 网口与 TTL 串口之间的数据透明传输，并可通过电平转换电路应用于 RS232 和 RS485 接口。模块功耗低，搭载 M0 系列 32 位处理器，运行速率快，操作简单，兼容性强。

2.2 基本参数

• 电气参数：工作电压 DC 3.0 - 3.6V，工作电流 136mA@3.3V。
• 硬件参数：网口规格为 RJ45、10/100Mbps、交叉直连自适应，串口波特率 600 - 460.8K(bps)，串口电平 TTL - 3.3V。
• 网络协议：支持 IP、TCP/UDP、ARP、ICMP、IPV4 等协议，IP 获取方式有静态 IP 和 DHCP。
• 软件参数：支持 Httpd Client、类 RFC2217 等功能，TCP Server 连接支持最多 8 路 TCP 连接，网络缓存和串口缓存有相应的大小限制。
• 其他参数：平均传输速率局域网 < 10ms，配套软件包括虚拟串口软件、设置软件和透传云测试软件，尺寸为 35.0x19.39x18.25 mm(LWH)，工作温度 - 40 - 85℃，存储温度 - 40 - 105℃，工作湿度 5% - 95% RH(无凝露)，存储湿度 5% - 95% RH(无凝露)，包装为静电泡沫。

三、硬件参数介绍

3.1 引脚定义

USR-K6 的引脚包括 N/C、LINK、RST、485_EN、CFG、LED2、RXD、TXD、GND、VCC、LED1、ETH 等，每个引脚都有特定的功能和使用说明。

3.2 尺寸图

模块的尺寸图展示了其具体的外形尺寸，方便工程师进行硬件设计和布局。

四、产品功能

4.1 网络基础功能介绍

• IP 地址/子网掩码/网关：IP 地址有静态 IP 和 DHCP 两种获取方式，子网掩码用于确定 IP 地址的网络号和主机号，网关是模块当前 IP 地址所在网络的网络号。
• DNS 服务器地址：DNS 服务器主要用于将域名转换成网络可识别的 IP 地址，地址可设，静态 IP 模式下默认 8.8.8.8，DHCP 模式下自动获取。
• WebServer：K6 带内置的网页服务器，端口号可设置，默认 80，用户可通过浏览器输入 K6 的 IP 地址，登录后进入内置网页主界面。
• 恢复出厂设置功能：支持硬件、软件和 AT 指令恢复出厂设置。
• 网络升级固件：网络升级固件可靠、简单，用户可向供应商索要固件或在有人用户支持中心咨询。

4.2 Socket 功能

K6 的 Socket 工作模式包括 TCP Client、TCP Server、UDP Client、UDP Server、Httpd Client 五种，可通过网页和设置软件设置。

• TCP Client 模式特性：为 TCP 网络服务提供客户端连接，具备主动识别连接异常的功能，支持同步波特率、透传云、短连接等功能。
• TCP Server 模式特性：监听本机端口，接受并建立连接进行数据通信，支持同步波特率功能，最多可接受 8 个 Client 连接。
• UDP Client 模式特性：无连接的传输协议，用于对丢包率要求不高、数据包小且发送频率较快的数据传输场景，支持 UDP 全网段广播。
• UDP Server 模式特性：不验证来源 IP 地址，将数据发给最近通讯的 IP 和端口号，用于多个网络设备与模块通信的场景。
• Httpd Client：用户可通过 K6 向指定的 HTTP 服务器发送请求数据，K6 接收并解析服务器数据后发至串口设备。
• 配套软件 VCOM(虚拟串口)：通过配套软件 VCOM 接收指定虚拟串口的数据，以网络数据的形式发送出去，解决 PC 端软件与联网设备通讯的问题。

4.3 串口功能

• 串口基本参数：包括波特率、数据位、停止位、校验位，可根据需要进行设置。
• 串口成帧机制：按照固定的打包长度和打包时间对串口数据进行打包，提高数据传输效率。
• 类 RFC2217：简化版的 RFC2217 协议，配合虚拟串口可动态改变 K6 的串口参数。

4.4 特色功能

• 心跳包功能：在网络透传模式下，可选择向网络服务器端或串口设备端发送心跳包，4015 及以后的固件支持自定义心跳包内容。
• 注册包功能：模块可向服务器发送注册包，用于识别数据来源设备或获取服务器功能授权，注册包数据可以是 MAC 地址或自定义数据。
• 透传云功能：有人透传云用于解决设备与设备、设备与上位机之间的通信问题，接入设备几乎不需做修改便可实现远程透传数据。
• 自定义网页功能：支持自定义网页功能，用户可将自己的网页代码升级到 K6 中。
• Link 功能：Link 引脚为建立通讯连接的状态指示引脚，不同模式下有不同的电平输出。
• Reset 功能：用于 K6 程序跑飞或死机时重启模块，使其恢复正常工作。
• Index 功能：解决 TCP Sever 模式下多个客户端连接时数据来源区分和发送到特定客户端的问题。
• 自定义 Client 连接数：USR-K6 做 TCP Server 时，连接 Client 的数量最多 8 个，默认 4 个，可根据需求自定义。
• 状态显示：在 USR-K6 的网页中，可显示当前连接设备的 IP、每条连接的收发数据量以及服务器的总收发数据量。
• 短连接：应用于 TCP Client 模式，开启后在设定时间内无数据接收将自动断开连接。
• 清除缓存数据：可设置 TCP 连接建立后是否清理串口缓存数据，Httpd Client 模式或 TCP Client 模式开启短连接功能时失效。
• 超时重启：当网口或网络长时间无数据接收时，K6 将在超出设定时间后重启，避免异常情况对通信造成影响。

五、参数设置

5.1 网络协议设置参数

• 设置软件设置参数：打开设置软件搜索所在局域网内的 K6，校验密码后读取参数，设置基础参数、串口参数，还可进行固件升级。
• 设置协议设置参数：通过设置协议可完成搜索、设置、保存参数和重启的过程，具体设置协议见《USR-K6 软件设计手册》。

5.2 网页设置参数

打开浏览器输入 K6 的 IP 地址，登录后可在网页上设置当前状态、本机 IP、端口参数、扩展功能、高级设置等参数，保存后重启生效。

5.3 AT 指令配置

• AT 指令概述：AT + 指令是在命令模式下通过 UART 与模块进行命令传递的指令集，从透传模式切换到命令模式需要特定的步骤和时间要求。
• AT 指令错误码：包括无效的命令格式、命令、操作符、参数和操作不允许等错误码。
• AT 指令集：涵盖了打开/关闭回显功能、重启模块、查询版本号、设置/查询各种参数等多种指令。

USR-K6 串口转以太网模块以其丰富的功能、灵活的配置和高性价比，为电子工程师在物联网和工业自动化领域的应用提供了有力的支持。通过本文的介绍，相信工程师们对 USR-K6 有了更深入的了解，能够更好地进行硬件设计和参数设置。在实际应用中，大家可以根据具体需求灵活运用这些功能，充分发挥 USR-K6 的优势。你在使用 USR-K6 模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。