物联网关 - 嘉立创EDA开源硬件平台

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标准版 Standard

1、简单易用,可快速上手

2、流畅支持300个器件或1000个焊盘以下的设计规模

3、支持简单的电路仿真

4、面向学生、老师、创客

专业版 professional

1、全新的交互和界面

2、流畅支持超过3w器件或10w焊盘的设计规模,支持面板和外壳设计

3、更严谨的设计约束,更规范的流程

4、面向企业、更专业的用户

标准版 物联网关

简介:一款基于ESP32的物联网关,通过RS485和RS232采集现场数据,最终通过以太网或WIFI传送到云端物联网云平台。本方案成本较低,很适合做数据采集。

开源协议: GPL 3.0

(未经作者授权,禁止转载)

创建时间: 2019-10-24 20:12:43
更新时间: 2023-10-28 02:07:25
描述
### 本方案实现通过RS485或RS232接口连接传感器(电能表、水表、压力表等),采集到的实时数据通过以太网或WIFI上传云端物联网平台。硬件采用ESP32 + LAN8720实现以太网+WIFI接入互联网。主要优势在于高性能、低成本。ESP32是高度集成的 Wi-Fi+ 蓝牙芯片,内置双核处理器,运算能力高达 600 MIPS,WIFI支持802.11 b/g/n速度高达 150 Mbps,集成100 Mbps以太网MAC,工作温度范围达到 –40°C 到 +125°C,完全能满足工业环境使用。LAN8720为以太网PHY芯片,主要用于物理层接入以太网。板上还加入了usb转串口芯片(CH340C),用于下载程序到ESP32运行,带自动下载电路,无需人工干预。提供一个TF卡座,可以大大扩展存储空间。板上还带JTAG接口用于程序调试,对于开发调试和查找bug非常高效和方便。另外提供了RS485和RS232接口用于连接传感器。 ### 这个项目分为硬件设计、样板制作和程序编写几个步骤,以下逐步介绍 ### 一、硬件设计 #### 第一版主要是研发阶段,所以板上保留了程序下载和调试的相关接口。实际量产时可以舍弃,降低BOM成本。 ### ### 二、样板制作 #### 这里要感谢立创给广大创客提供的这个活动,给我们发放的元件、PCB优惠券,大大降低了我们的打样成本。真心希望更多电子爱好者和创客加入到这个生态圈,带来更多想法和活力。 #### 首先大赞立创的发货速度,下单到收货两天就搞定了。 #### 空板和元件到手 ![IMG_20191030_213125.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/oSBPML6Cc7ePS5gUMl35IFeuCklZB4WCNJVhIyOH.jpeg) ![IMG_20191030_212437.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/x4XZmTPFwGdFmubRRqC2LowbGNX1NCPyeQnx0aqo.jpeg) ![IMG_20191031_202223.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/zJ5o8rKbUw2UVZwNwH1eCBLPPekFKfJF72BJkkRe.jpeg) ### 现在上焊台准备开干 ![IMG_20191031_205021.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/vZp7ZbK0jRve6iLMeEdA3IoOJnEnUZDlmRD68eNH.jpeg) ### 先把最难焊接的LAN8720以太网phy焊了,唯一需要热风枪配合的,芯片底部的GND焊盘必须要热风枪吹化焊锡然后贴上去 ![IMG_20191031_224523.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/65JqUGz1cy07wjQA71gFTjAiFESyaouM2s8kXGPK.jpeg) ### 其它元件焊接非常简单,一把烙铁搞定 ![IMG_20191101_002255.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/zCPTmxeQKNJl2b68svZcvwWR6W6tiFkfS0l5F69S.jpeg) ![IMG_20191101_023353.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/EyjpLjfyivz4mq91LfGnL49AQxR7pEhHmnWRFgM5.jpeg) ### 松香残留还是有点多,用洗板水清洗一下 ![IMG_20191101_124314.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/JzJtwylVfymMQbDD8CqEd2yhWNjYvCszKloNHm1G.jpeg) ### 来张以太网芯片特写 ![IMG_20191101_124417_.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/tBwzBtVZ2GzaNwt6ZTkmprc7MqYkfGrxvaCAhYdy.jpeg) 焊好后用完表测一下个各部分是否有短路,特别是电源部分。 ### 二、程序编写和调试 #### 1、编写测试程序验证板子各部分是否正常工作,主要包括以太网、WIFI、485接口和232接口,以及验证自动下载电路部分(CH340C)和JTAG是否正常。 #### 先来几张运行测试程序的图 ![IMG_20191101_205631.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/OlVYrrtqZnOIyHdB2UopyoO4ZTe1p4hL4roWxzUF.jpeg) #### USB下载和JTAG调试测试 ![IMG_20191102_214549.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/goIfsidkvc65J3gh6lUjxvrJm7jLngwQoJKgEqw5.jpeg) #### 485和232通讯测试 ![IMG_20191102_160618.jpg](//image.lceda.cn/pullimage/Nvo0g08zRWGykKkWF1nX4Tzg6mz3qFocL0Z9Ckq0.jpeg) # 目前网关已经实现了485/232与mqtt之间的透传,线上应用可以通过mqtt下发指令到网关并最终透传到终端设备,同时终端设备也可以回传数据给线上应用。 ## 以下是演示视频 [https://v\.youku\.com/v\_show/id\_XNDQyMzY3NTUxMg==\.html?x&sharefrom=android&sharekey=926d604aacfc8e5df08f22b184ad6e8c9](https://v.youku.com/v_show/id_XNDQyMzY3NTUxMg==.html?x&sharefrom=android&sharekey=926d604aacfc8e5df08f22b184ad6e8c9) 或 [https://www.bilibili.com/video/av74474047](https://www.bilibili.com/video/av74474047) ### 注:完整版视频请点上面链接👍 ### 另外附上我自己DIY的一个JTAG调试器对这个板子进行调试的视频 [https://www.bilibili.com/video/av76718122](https://www.bilibili.com/video/av76718122)
设计图
原理图
1 /
PCB
1 /
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ID Name Designator Footprint Quantity BOM_Supplier BOM_Manufacturer Part BOM_Manufacturer BOM_Supplier Part
1 SMD1812P110TF/24 F1 1812 1 LCSC SMD1812P110TF/24 RUILON C20999
2 2.2K R22,R23,R24,R7 R0603 4 LCSC 0603WAJ0222T5E UniOhm C25992
3 MAX13485EESA U6 SOIC-8_150MIL 1 LCSC MAX13485EESA MAXIM C37126
4 TF-01A TF_CARD TF-01A 1 LCSC TF-01A HRO C91145
5 10uF C4,C9,C10,C11,C19,C25 C0805 6 LCSC CL31B106KAHNNNE SAMSUNG C14860
6 SS14 D3 SMA(DO-214AC) 1 LCSC SS14 MDD C2480
7 MAX3232ESE+T U2 SOIC-16_150MIL 1 LCSC MAX3232ESE+T MAXIM C15846
8 100nF C1,C2,C3,C5,C6,C12,C13,C14,C15,C16,C17,C18,C20,C21,C22,C23,C24,C26,C27,C29,C30,C31 C0603 22 LCSC 0603B104K500NT FH C30926
9 CH340C U7 SOP-16_150MIL 1 LCSC CH340C WCH C84681
10 20pF C7,C8 C0603 2 LCSC 0603CG200J500NT FH C91702
11 22 R15 R0603 1 LCSC 0603WAF220JT5E UniOhm C23345
12 0 R6,R13 R0603 2 LCSC 0805W8J0000T5E UniOhm C25275
13 HR911105A RJ45 RJ45-LIGHT 1 LCSC HR911105A HANRUN C12074
14 Z-211-0411-0021-001 TTL HDR-4X1/2.54 1 LCSC Z-211-0411-0021-001 ZHENGLING C152150
15 AMS1117-3.3 U5 SOT-223_L6.5-W3.5-P2.30-LS7.0-BR 1 LCSC AMS1117-3.3 AMS C6186
16 49.9 R2,R3,R4,R5 R0603 4 LCSC 0805W8F499JT5E UniOhm C17720
17 LAN8720A-CP-TR U3 QFN-24_25PIN-L4.10-W4.10-PITCH0.50-EP2.50-BL 1 LCSC LAN8720A-CP-TR SMSC C45223
18 DC-005 5.5-2.0MM DC12V DC-IN-TH_DC-5520 1 LCSC DC-005 5.5-2.0MM BOOMELE C16214
19 HDR-IDC-2.54-2X5P JTAG HDR-IDC-2.54-2X5P 1 LCSC IDC Box 2.54mm 2X5P BOOMELE C5665
20 BAT54A D7 SOT-23(SOT-23-3) 1 LCSC BAT54A Hottech C181199
21 FC-DA1608HRK-620D RX,TX,POWER,RUN LED0603-FD 4 LCSC FC-DA1608HRK-620D NATIONSTAR C84263
22 100 R1,R20,R21,R27 R0603 4 LCSC RS-05K1000FT Guangdong Fenghua Advanced Tech C115424
23 SS8050 Q1,Q2 SOT-23(SOT-23-3) 2 LCSC SS8050 CJ C2150
24 25MHz X1 OSC-YSX-3225_4P 1 LCSC X322525MSB4SI YXC C13740
25 Micro USB 母座 5P USB MICRO-USB-16 1 LCSC - Boom Precision Elec C21377
26 1nF C28 1206 1 LCSC CC1206KKX7RDBB102 YAGEO C23631
27 WJ2EDGR-5.08-2P 12V WJ2EDGR-5.08-2P 1 LCSC WJ2EDGR-5.08-2P ReliaPro C8383
28 510 R9,R10 R0603 2 LCSC 0805W8F5100T5E UniOhm C17734
29 10K R11,R12,R14,R16,R17,R18,R19,R25,R26 R0603 9 LCSC 0805W8F1002T5E UniOhm C17414
30 SMAJ15CA_C110044 D5,D6 SMA_L4.4-W2.6-LS5.0-BI 2 LCSC SMAJ15CA (MDD) Jiangsu Yutai Elec C110044
31 L78M05ABDT-TR U4 TO-252-2 1 LCSC L78M05ABDT-TR STMicroelectronics C58069
32 M7_C95872 D1 DO-214AC_L4.3-W2.7-LS5.3-RD 1 LCSC M7 MDD C95872
33 WJ2EDGRC-5.08-4P RS485,RS232 WJ2EDGRC-5.08-4P 2 LCSC WJ2EDGRC-5.08-4P ReliaPro C8446
34 K2-1102DP-C4SW-04 FLASH,RESET,BTN1 DIP-6*6*7.5 3 LCSC K2-1102DP-C4SW-04 HRO C110153
35 ESP-WROOM-32 ESP32 ESP-WROOM-32 1 LCSC ESP-WROOM-32 ESPRESSIF C95209
36 SMAJ5.0A_C113952 D2,D4 SMA_L4.4-W2.6-LS5.0-RD 2 LCSC SMAJ5.0A (MDD) Jiangsu Yutai Elec C113952
37 12.1K R8 R0603 1 LCSC RTT051212FTP RALEC C103953

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