物联网核心板说明书.doc
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1、物联网核心板说明书一、产品介绍3二、硬件连接41、硬件布局42、供电端子(绿色)43、指示灯54、RS232、RS485串口线序65、GPIO接口76、模拟量输入接口(选配)87、以太网接口88、拨码开关9三、启动核心板10四、设置核心板的基本参数111、扫描设备112、如果扫描不到设备,请检查如下情况113、修改设备IP12五、进入产品的设置菜单131、进入Telnet管理菜单132、操作规则13六、恢复至出厂设置15七、解除程序死锁16八、进入编程环境171、添加Lua程序编程环境172、上传Lua程序至核心板203、扫描添加目标设备214、手动添加目标设备235、定义多个目标设备236、
2、上传至转换器247、查看调试信息258、更多Lua程序设计信息25九、通过Modbus协议使用核心板的IO及模拟量硬件261、概述262、Modbus TCP Server与上位机通讯参数263、Modbus TCP Client与服务器通讯参数264、Modbus RTU与上位机通讯参数265、使用Modbus Poll软件做为测试工具286、选择Modbus Poll连接287、定义Modbus基本信息298、开关量输入定义309、开关量输出定义3110、模拟量输入定义3111、更多的Modbus信息3212、查看通讯报文32十、设置串口波特率33十一、设置模拟量参数351、进入模拟量采集
3、参数设置菜单352、模拟量采集参数说明35十二、设置实时时钟参数371、进入时钟模块配置菜单372、配置NTP授时服务器参数383、手动输入时间日期394、显示当前时钟395、退出39十三、嵌入式Modbus虚拟机工作方式及参数设置401、概述402、不可使用设备本机硬件寄存器地址413、Modbus虚拟机运行方式示例421)设置Modbus读命令对应的寄存器值422)应答Modbus写命令454、与Modbus RTU串口上位机通讯501)首先将核心板的上位机串口连接至电脑502)设置Modbus Poll通过串口读取数据505、Modbus虚拟机与协议转换的联合使用52十四、产品描述53一
4、、 产品介绍IoTCore物联网核心板特点: 将可编程控制器功能、串口通讯协议、物联网协议、网络协议、远程数据库接口等功能全部集成到一个小尺寸核心板。实现一板多用,有效降低硬件成本。 采用极简编程,并内置大量专业函数库。大幅提高开发效率,有效减少开发周期。 低功耗设计,在CPU全速运行、以太网和串口在工作状态、采用12V供电时,消耗电流91mA。不使用网口时,消耗电流66mA。 96*66mm小尺寸硬件配置: 32位CPU/32M内存 16个GPIO,可设置为输入或输出。最高输出电压为3.3V,最高输入电压为5V。 5个可编程的PWM输出(与GPIO共享引脚)。PWM占空比调节范围:0至100
5、%,频率调节范围:1Hz至1.5Mhz。 可选8路0至5V高精度宽温模拟量采集。 集成时钟模块,可为应用场景提供精确的日期及时间数据。支持SNTP自动对时。并且集成后备电池及温度补偿功能。 1个10/100Mbps以太网接口,采用RJ45和排针接口。 2个RS232口(3线制),1个RS485口,均具备工业级保护。 DC8至36V宽压供电,功耗1.1W(最高),采用5.08-3P弯端子 如无特殊说明,所有接口均为2.00*5P排针输出。 板子尺寸:96*66mm核心板内置函数库列表:函数库仍在持续更新中,可以在产品页面下载最新的函数手册。最新的函数手册下载地址: 二、 硬件连接1、 硬件布局板
6、子尺寸:96*66mm2、 供电端子(绿色)设备可支持DC8至36V供电或Mini USB供电,两种供电方式不可同时使用。供电+:接电源适配器的红线供电-:接电源适配器的黑线。接地:可以接大地或者系统公共地,用于提高抗干扰能力。3、 指示灯Power1:正确上电后,此指示灯会长亮。如果不亮,请检查供电情况。Socket1:网络TCP/IP连接指示灯Active1:系统活动指示灯,在正常工作时,此指示灯以1秒为周期闪烁。长亮、长灭均为故障状态。VMState:Lua虚拟机状态,工作正常时为长亮,如果此指示灯熄灭,说明Lua程序出错,导致了虚拟机退出。4、 RS232、RS485串口线序A+: R
7、S485的A+脚,接对端的A+B-: RS485的B-脚,接对端的B-GND:任意的GND,都可以作为RS485的GND,如果使用的是屏蔽线,可以将屏蔽层接到GND,用于提供抗干扰能力。RX1:RS232 2的接收脚,接对端的发送脚,DB9的3脚。TX1:RS232 2的发送脚(有-6V电压),应接对端的接收脚,DB9的2脚。RX2:RS232 3的接收脚,接对端的发送脚,DB9的3脚。TX2:RS232 3的发送脚(有-6V电压),应接对端的接收脚,DB9的2脚。GND:任意的GND,都可以作为2路RS232的GND,接对端的GND,DB9的5脚5、 GPIO接口核心板提供16个GPIO,分
8、别为IO1至IO16,均通过限流电阻连接至CPU。每个GPIO都可以设置为输入或输出模式。所有GPIO口均通过TVS阵列保护,如果GPIO出现大于6V的电压,将会触发TVS保护机制使其对地短路。GPIO输出电压范围:0至3.3V(IO与GND电压)GPIO输入电压范围:0至5V最高(IO与GND电压),如果长时间超过5V将会造成CPU损坏GPIO输入模式:在启动后,所有GPIO口均可以读取输入状态,如果此时GPIO口处于悬空状态或者读取外部电平不确定,那么读到的将是0、1随机变化的数据。所以,如果外部信号不稳定或者是无源开关。则必须外接3.3至5V 10k上拉电阻或者启用GPIO内部上拉电阻来
9、使IO口处于稳定状态后,才可以正确读到数据。启用内部上拉电阻后,GPIO口将输出3.3V电压作为信号电压,GPIO对地短路时读到的为1,否则为0。将GPIO设置为输入的3种方法:1) 检测干节点信号时:将GPIO外接3.3至5V 10K上拉电阻,使GPIO有稳定的输入电压,当GPIO输入与地短路时,电压为0,即可实现干节点无源信号状态检测。比如开关、按钮等。但不能用于检测带电压的湿节点信号。2) 使用GPIO函数启用GPIO的内部上拉电阻,其他与方法1相同。3) 检测带电压的湿节点信号:将外部信号的GND与GPIO的GND相连,检测信号接入GPIO。注意!输入电压不可超过5V,否则会烧毁CPU
10、。 GPIO输出模式:启动后,GPIO默认为悬空,只要进行一次设置高低电平的操作,相应的引脚自动变为输出模式。输出高电平为3.3V,低电平为0V。也可以设置为驱动能力更强的开漏模式。注意!在启动后,所有GPIO口均为悬空状态,如果作为控制输出,请在用于控制功能的GPIO口线上外接3.3至5V 10k上拉或下拉电阻使其处于稳定状态。5路PWM输出:IO1、IO2、IO3、IO4、IO6可设置为PWM输出模式,分别对应PWM输出0至5,其频率及占空比均可动态调节。频率调节范围:1Hz至1.5Mhz。占空比调节范围:0至100%如果设置为PWM输出,则不能再切换至IO口功能。注意!IO5不能被设置为
11、PWM输出模式。GPIO串联限流电阻:采用4.7K限流电阻,此限流电阻阻值较高,但仍足够驱动标准的TTL接口。在作为PWM输出时,如果出现对端无法读取波形信号,请使用74HC245或类似缓冲器用来提高驱动能力。也可以将限流电阻更换为1K(不可小于1K),如果需要更换电阻,请联系我公司以获得相应的电阻列表。6、 模拟量输入接口(选配)此功能为选配功能。核心板支持8路05V模拟量采集,1至8脚为模拟信号输入端,应输入0至5V电压信号。GND为信号地。注意!如果模拟量输入电压值长时间超过5V,将导致模拟量采集功能损坏。可以通过外接采样250欧电阻来采集420mA电流信号,也可以通过外部分压电阻来采集
12、010V或其他电压信号。模拟量采集功能为高精度、高稳定性、工业级宽温设计。7、 以太网接口核心板支持一个10/100Mbps以太网口。同时提供RJ45和双排接口。在正常工作时,RJ45接口指示灯的绿灯长亮,黄灯闪烁。 同时也提供了2.00*5P双排针作为以太网接口,通过此接口,可以将以太网与其他外设进行对接。线序如图所示:其中1,2脚可以对外提供DC5V/300mA输出,用于为外设供电。注意!排针接口与RJ45接口不可同时使用。8、 拨码开关拨码开关作用: 恢复出厂值在模块正常工作,Actvie1指示灯闪烁时,按下2个拨码开关,过2秒后拨上去,然后重新上电,就可以恢复出厂值。 解除程序死锁如果
13、在程序中误写了死循环或者存在其他严重错误,可能会导致核心板不断的重启。如果出现此问题。请在重启后5秒内,按下2个拨码开关,等过1秒后再拨上去,即可禁用程序。再次更新程序时,会自动启用程序。 升级固件可使模块进入DFU固件更新模式。三、 启动核心板使用电源适配器或Mini USB为核心板供电,正常情况下,Power1指示灯将为长亮状态,Active1指示灯为一秒钟闪一次。如果上电后,Power1指示灯长亮,而Active1指示灯不闪烁。请检查下列问题: 供电电源是否正常。 拨码开关是否全部为拨上去的状态(Off)指示灯正常后,即可连接网线。核心板的编程及配置都需要通过以太网来实现。核心板可以用直
14、连或交叉网线与电脑、交换机连接。在正常工作时,RJ45接口指示灯的绿灯长亮,黄灯闪烁。在确认供电及以太网正常后,即可通过Xframe软件配置核心板四、 设置核心板的基本参数请首先安装Xframe软件,通过此软件对产品进行配置及编程。可以在我公司网站下载此软件,也可以联系工程师获取此软件。1、 扫描设备选择“扫描应用可识别设备”菜单。设备探测器可以搜索到核心板,如下图所示。2、 如果扫描不到设备,请检查如下情况1. 关闭电脑的防火墙软件,包括系统自带的防火墙。2. 检查电脑是否为固定IP,如果为自动获取IP,请设置如下的固定IP:192.168.192.10/255.255.255.0。3. 如
15、果是笔记本电脑,暂时禁用wifi及其他不用的网络连接。4. 多网卡电脑,请暂时禁用其他不用的网卡。5. 检查以太网连接是否正常,查看是否为网线、RJ45头等电气问题。3、 修改设备IP在设备探测器内填入IP,子网掩码,网关(可选),然后单击修改设备网络参数按钮,确认后即可修改核心板的IP为指定的IP。单击搜索设备即可刷新设备状态。注意!为核心板设置的IP,必须与操作电脑在同一个网段,否则设置好之后,将无法访问核心板。五、 进入产品的设置菜单1、 进入Telnet管理菜单在设备探测器中,选中扫描到的,然后在管理菜单中,选择使用Telnet管理此设备。出现下图提示时,输入口令,默认口令为全小写的a
16、dmin登录后,即可看到设备的主管理菜单。2、 操作规则输入菜单项前面的字母或数字即可进入相应的功能选项。例如输入3即可进入配置下位机串口参数项。输入数值前的数字即可选择该值。其他未用参数直接回车即可跳过。回车至主设置菜单后,设置项将自动保存。 六、 恢复至出厂设置上电后,在Active1指示灯正常闪烁时,将2个拨码开关(U8)按下,等待2秒后,再拨上去即可恢复为出厂设置。此操作将所有参数例如 IP地址等恢复为出厂默认设置,但是不会禁用已经上传的程序。正常状态拨码开关状态恢复出厂值的拨码开关状态。出厂默认设置;IP地址:192.168.192.100/255.255.255.0串口:9600,
17、n,8,1。默认均为自由口模式。七、 解除程序死锁如果在程序中误写了死循环或者因为其他因素导致核心板不断的重启时,可使用此方法禁用核心板程序来解决。首先重新上电,等待Active1指示灯开闪烁时,在5秒内按下2个拨码开关,等2秒后拨上去,即可禁用程序。再次更新程序后,会自动启动。重新上电后,等待Active1指示灯开始闪烁,然后在5秒内按下2个拨码开关。启动后,等待Active1指示灯开闪烁时,在5秒内按下2个拨码开关,下图为禁用程序时的拨码开关状态。注意!此操作只会禁用程序,而不会将核心板恢复成出厂设置。八、 进入编程环境1、 添加Lua程序编程环境启动Xframe软件,并且检查软件版本为V
18、er4.10或更高。首先选择“我的设备”然后在模块管理菜单里,选择添加模块选择“嵌入式Lua程序设计”模块,单击确定选择“嵌入式Lua程序设计”产品,然后单击确定。在名称处,为此Lua程序设计模块设置一个名称,此名称为模块名称,并不是Lua代码文件名称。添加单击确定后,将会增加一个Lua程序设计1的模块在模块上面单击右键,选择扩展设置,即可进入Lua编程界面。然后会出现编程界面,并且自动新建了一些默认项目代码。2、 上传Lua程序至核心板Lua编程模块默认加载了一段示例程序,可以将此代码上传至转换器,并观察运行结果,以获得最直观的演示。单击 “保存并上传至控制器运行”默认新加载的程序并没有命名
19、,所以在上传之前,必须指定一个名称。单击“是”继续。在唯一名称栏中,输入程序名称,并且必须是唯一名称。然后单击新建继续。然后会出现选择目标设备窗口,作为一个新建项目,并没有任何定义的目标设备,所以要进行添加。3、 扫描添加目标设备单击“扫描添加目标设备”在设备探测器窗口中,会出现扫描到的核心板产品,如果无法搜索到设备,请按照第四章“无法扫描到设备”的描述解决故障。注意!如果是通过路由器跨网段访问,由于受路由器限制,将无法扫描到设备。在这种情况下可以通过下面章节,以手动方式添加目标设备。然后选择“应用选择的设备”菜单。应用成功后,会自动添加选择的目标设备。并且可以在界面上直接修改此设备的一些参数
20、。 4、 手动添加目标设备通常是在跨路由器访问时,由于无法扫描设备,所以必须使用手动添加。前提是必须能够ping通目标设备ip,并且路由器开放了9000调试口,及91009200的编程口。在编程目标设备IP或域名中添加核心板的IP,调试端口默认为9000,如果目标设备修改了此端口,那么必须设置正确的端口,否则将无法调试。完成后,单击“手动添加目标设备”手动添加成功后,出现下列提示。5、 定义多个目标设备只要根据需要,重复上述两种方式,可以添加多个目标设备,然后逐个自动编程。6、 上传至转换器单击上传按钮。将会出现下列编程信息。7、 查看调试信息上传成功后,目标设备将会自动重启,然后执行新的Lu
21、a程序。此例子中,将会在调试信息串口以1秒为间隔显示i1的计数值。8、 更多Lua程序设计信息请访问核心板网页,下载函数手册、编程软件和程序设计指南。九、 通过Modbus协议使用核心板的IO及模拟量硬件1、 概述核心板也支持通过Modbus RTU/TCP协议来读取、控制本机硬件。此功能是默认的系统功能,无需编程,出厂即有。任何组态软件、触摸屏等支持Modbus TCP、Modbus RTU的主机的产品均可以无缝的使用核心板的硬件资源。此功能由产品内置的Modbus虚拟机提供,占用了Modbus虚拟机的若干寄存器地址用于本机硬件访问,具体寄存器地址使用情况,请参考Modbus虚拟机章节。对M
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