WIFI-TTL透传模块

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：

1. 基于蓝牙和Cozylife配网，配网迅速、成功率高
2. 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
3. 串口与WiFi 数据实时无缝透传
4. 串口支持设置波特率、数据位、奇偶校验、停止位、流控
5. 支持波特率300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 28800, 38400, 57600, 74880, 115200, 128000, 230400, 256000, 460800, 921600, 1843200, 3686400
6. 支持TCP Server、TCP Client、UDP Server、UDP Client
7. 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
8. LED 灯、工业控制等。

模块参数

1. 通用参数
   1. 芯片: ESP32-C2
   2. 尺寸:16mm*24mm*3mm
2. Wi-Fi 特性
   1. IEEE 802.11 b/g/n兼容
   2. 信道频率: 2412 ~ 2484 MHz
3. 蓝牙特性
   1. Bluetooth LE: Bluetooth 5, Bluetooth  mesh 
   2. 速率: 125 Kbps, 500 Kbps, 1 Mbps, 2 Mbps
4. 外围接口
   1. RXD
   2. TXD
   3. STATUS
   4. VCC
   5. GND
   6. EN
5. 工作温度: -40℃-85℃
6. 工作温度: -40℃-105℃ (可选)

接口定义

 

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、GPIO6~GPIO10、GPIO18~GPIO20等PIN脚未使用。

设备配网

1. 模块上电，初次未连接的模块将直接进入配网模式
2. 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；
3. 打开Cozylife 舒适生活APP，点击“发现1个设备”
4. 选中已发现的设备，点击“下一步”

                                  

 

图 41 发现设备

 

图 42 选择设备

1. 手机连接2.4G WIFI；
2. 输入WIFI SSID和密码，点击“连接”，等待设备自动配网；

                                 

 

图 43 输入WIFI密码

 

图 44 等待配网

 

1. 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；

                                          

 

图 45 配置成功

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	IP|MAC
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

​​​​​恢复出厂

1. 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；

设备配置

1. 1. 配置界面说明

                                   

 

     图 71 配置界面

配置界面分为4个区域：

1. 【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；
2. 【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
3. 【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。
4. 【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。
   1. TTL串口配置

1. 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

1. 点击“数据位”可选择5/6/7/8位数据位
2. 点击“奇偶位”可选择“禁用”、EVEN、ODD
3. 点击“停止位”可选择1、1.5、2位停止位
4. 点击“流控”可选择“禁用”、RTS_CTS、CTS、RTS

                                                 

图 72 波特率选择

  

 

 

图73数据位选择

 

图74奇偶位选择

  

 

图75 停止位选择

 

图76流控选择

1. 1. 透传Socket类型配置

透传Socket可选择：

1. 未设置
2. TCP服务器
3. TCP客户端
4. UDP服务器
5. UDP客户端

                                             

 

图 77 Socket类型选择

1. 1. 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。

                                                  

 

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。

 

图79 IP输入错误

1. 1. 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。

1. 1. 其他选项

点击右上角的铅笔图可以查看设备详情。

                                             

                                               

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。

                                                   

 

图711设备信息和更新

配置示例

1. 1. 使用到的软件

电脑端：NetAssist、SerialTool、Netcat。

1. 1. 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”。

                                       

 

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

 

图 82 网络调试助手、SerialTool界面

1. 1. TCP客户端通过tcp.doit.am中转服务透传示例

Doit.am远程信息转发服务 提供tcp客户端消息中转服务，具体内容可查阅Doit.am远程信息转发服务 网站。

Doit.am远程信息转发服务 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”。

                                    

                                   

 

 

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Doit.am远程信息转发服务上的信息。

                                      

 

图 84 网络调试助手界面

1. 1. 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”。

                                            

                                             

 

 

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。

1. 1. 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”。

                               

                                   

 

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。

模块最小系统

                           

 

图 91 最小系统

1. 模块采用3.3V直流供电。
2. MCU与模块TTL串口线交叉对接。
3. 模块与MCU应共地。

模块Socket状态感知最小系统

 

图 101 带有Socket状态感知的系统

1. 模块采用3.3V直流供电。
2. MCU与模块TTL串口线交叉对接。
3. 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。
4. 模块与MCU应共地。

外型与尺寸

模块使用DT-ESPC2-12硬件，外形和尺寸与其相同。

                                     

 

图 111 外型

 

图 112 上视图尺寸

 

图 113侧视图尺寸

 

图 114 PCB布局

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。

 

图121 方式1

 

图122 方式2

 

图12-3 方式3

技术参数

1. 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	V
	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

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

1. 1. 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,[email protected]	-	-30.5	-	dBm
EVM @11n, HT40, [email protected]	-	-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

1. 1. 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	-	dBm
		Maximum received signal @30.8% PER	-	10	-	dBm
		Co-channel C/I	-	8	-	dB
		Image frequency	-	-29	-	dB
		Adjacent channel to image frequency @F =Fimage+1	-	-38	-	dB
		Adjacent channel to image frequency @F =Fimage-1	-	-34	-	dB
	Adjacent channel selectivity@ F =F0+1		-	-4	-	dB
	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	-	dBm
	Maximum received signal @30.8% PER		-	0	-	dBm
	Co-channel C/I		-	10	-	dB
	Image frequency		-	-27	-	dB
	Adjacent channel to image frequency @F =Fimage+2		-	-39	-	dB
	Adjacent channel to image frequency @F =Fimage-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	-	dBm
	Maximum received signal @30.8% PER		-	10	-	dBm
	Co-channel C/I		-	2	-	dB
	Image frequency		-	-34	-	dB
	Adjacent channel to image frequency @F =Fimage+1		-	-44	-	dB
	Adjacent channel to image frequency @F =Fimage-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

参考资料

1. tcp.doit.am 网站
2. 《DT-ESPC2-12 User Manual》