串口WIFI模块,EMW3X80

EMW3X80

3X80

工业级UART/Wi-Fi 高速数据传输模块使用说明

01050272 Date：2012-2-6使用说明

概述

EMW3X80是上海庆科信息技术有限公司开发的高速率串口/Wi-Fi透传模块，它内部集成了TCP/IP协议栈和Wi-Fi通讯模块驱动，用户利用它可以轻松实现串口设备的无线网络功能，节省开发时间，使产品更快地投入市场，增强竞争力。

该产品可方便地实现串口设备的无线数据传输，并且可以支持Wi-Fi的WEP/WPA/WPA2加密。广泛应用于嵌入式设备与PC之间，或者多个嵌入式设备之间的无线通信。

典型应用

●楼宇自动化/门禁、保安控制系统●智能家电

●医疗和个人保健系统

●工业自动化系统

●移动销售点系统 (POS)

●汽车电子

●与智能手机和平板电脑通讯

型号?一览表

EMW 3结构功能接口-封装

EMW嵌入式Wi－Fi系列3模块0堆叠型8全功能0UART1 1.27mm 间距排针

2 2.0mm 间距排针

3 2.54mm 间距排针

! 1.27mm 间距排针! 2.0mm 间距排针! 2.54mm 间距排针

EMW 3结构功能接口-封装

EMW嵌入式Wi－Fi系列3模块1集成型8全功能0UART2 2.0mm 间距排针

4 2.0mm间距半孔＋排针

!

!

! 2.0mm 间距排针! 2.0mm 间距半孔＋排针

功能速率

UART

硬件流控制

安全性通过网络配置

TCP

客户端

TCP

服务器

UDP 全功能90kbytes/s 支持

WPA/WPA2 PSK

WEP

支持支持

支持3个客户

端连接

支持

上海庆科信息技术有限公司

无线设备开发

特点

●快速、易用的嵌入式端接口

?模块UART接口的波特率高达921600

?实际传输速率，UART接口高达90kbytes/s

?UART接口支持硬件流控制，在高速模式下实现串口数据的可靠传输

?简化的硬件连接：只需要连接UART的TX和RX信号，就能实现Wi-Fi通讯

●安全、稳定的Wi-Fi无线链路

?支持以AP为中心的星型网络和Ad-Hoc模式的对等网络

?支持IEEE 802.11 b/g无线MAC标准，自动调节传输速率

?Wi-Fi断线检测，并在网络恢复之后自动重新连接

?支持WPA/WPA2个人级和企业级加密（高安全性模块），WEP加密

?IPEX天线接口，可灵活选用各种形式的天线

?无线射频通过CE，FCC等国际认证

●专为数据传输设计的嵌入式TCP/IP网络协议

?支持简单数据传输协议UDP，支持UDP广播和单播

?支持可靠数据传输协议TCP，可充当TCP服务器或者TCP客户端

?作为TCP服务器时，最多允许5个客户端的连接

?TCP链路断线后自动尝试重新连接

?可以通过网关与Internet上的网络设备通讯

?支持DNS域名解析服务

●灵活的模块配置和管理

?通过UART发送EMSP命令控制模块

?通过无线网络发送EMSP命令控制模块

?通过HTML网页配置模块

?提供多平台，开源的模块配置软件

●面向嵌入式设备的功能设计

?运行模式下的工作电流小于210mA

?休眠电流小于1mA，可提供3年的电池工作时间

?模块上电到建立Wi-Fi网络的时间小于2.5秒（WEP加密），5秒（WPA加密）

?多种外型尺寸，便于集成

●可靠的产品质量，完备的技术服务

?工业级温度范围：－40?～80℃

?可以提供专用的模块测试仪器（工装测试）

?通过ROSH环境评估认证

?提供评估板和各种测试代码

固件更新历史

01050271－01050272版本模块的主要更新

1、Status信号默认设置为高电平。

01050270－01050271版本模块的主要更新

1.优化启动流程，提升启动速度约500ms。

2.提高通过DHCP获取IP的可靠性。

3.提高TCP连接速度，并且在连接TCP server时，模块使用随机的本机端口。

4.修正了open socket命令中存在的bug。

5.暂时关闭内部看门狗。

01050262－01050270版本模块的主要更新

1.增加FW UPDATE模式，允许用户升级模块的固件。

2.修正在Wi-Fi连接后，Wi-Fi有时不能进入休眠的问题。

3.通过Wakeup的高低电平控制模块的休眠模式，取代之前的上升沿或下降沿控制。

4.说明文档中删去nINT脚的描述。

01050261－01050262版本模块的主要更新

1.特殊传输模式1：通过IO对串口数据进行帧检测。

2.特殊传输模式2：允许连接RS485电平转换芯片，实现RS485的半双工数据传输。

3.新增加域名解析功能及相关命令。

4.增加获取模块MAC地址的命令。

5.增加断开和建立Wi-Fi链路的命令。

6.优化网页配置界面。

01050260－01050261版本模块的主要更新

1.新增临时修改IP参数命令。

2.新增连接TCP和断开TCP连接的命令。

3.解决了搜索AP时，返回结果的数量限制。

4.新增搜索固定SSID的信号命令。

5.解决了Ad-Hoc模式下LED灯的异常状态。

6.增加了在HTML网页中设置WPA加密参数，子网掩码参数和复位功能。

7.修复nINT脚的功能。

8.可以为每?一个模块设置?一个字符串对其命名。

01050258－01050260版本模块的主要更新

1.支持最新的EMW3180模块。

2.解决了?一些长时间运行的稳定性问题。

01050257－01050258版本模块的主要更新

1.解决了WPA模式下长时间断线后，不能自动恢复的问题。

2.解决了TCP数据传输中，由于无线信道不稳定引起的自动断开问题。

3.说明文档：采用新的模块命名规范。

010401XX－01050257版本模块的主要更新

1.模块硬件采用更大容量核心处理器。

2.支持WPA/WPA2 PSK加密算法。

3.更新EMSP命令中的EMSP_CMD_GET_CONFIG和EMSP_CMD_SET_CONFIG命令。

4.更新配套的PC配置软件，EMSP接口函数库，嵌入式端使用示例程序。

01040154－01040155版本模块的主要更新

1.新增了强制命令控制模式，使得嵌入式设备可以通过UART接口使模块进入命令控制模式。

2.更新配套的PC配置软件以支持该功能。

文档约定

为方便用户阅读该使用说明书，特对以下常用名词作如下约定：

模块：指本文介绍的EMW3X80工业级串口/Wi-Fi数据传输模块。

嵌入式设备，主机：指通过UART接口与模块相连的设备。

网络设备：指与模块通过网络相连，通过TCP/IP协议传输数据的各种设备。

典型应用模型

通过AP组成星形无线拓扑，多个嵌入式设备和PC或者智能手机交换数据。网络比较稳定，而且数据能够通过路由器转发到其他网络，如GPRS，3G，ADSL等。

图 A. Wi-Fi网络的星型结构网络

图 B. Ad-Hoc方式的对等网络

通过Ad-Hoc模式的对等网络实现无线设备之间的直接连接。这种方式广泛用于建立零时的无线网络连接。

网络数据流向:

Wi-Fi链路:

UART 电缆:

目录

1.功能简介!1

1.1.特点!1

射频特性!1

UART接口特性!1

TCP/IP特性!1 1.2.电气参数!2

1.2.1.绝对最大参数：电压!2

1.2.2.绝对最大参数：温度!2

1.2.3.绝对最大参数: 电磁环境 (ESD)!2

1.2.4.Static latch-up!2

1.2.5.工作条件：电压和电流!3

1.2.6.数字IO口的参数!3

输出电平!3

输入电平!3

nRESET 引脚的参数!3

1.2.7.射频参数!4 1.3.机械尺寸!5

1.3.1.EMW3080-2 的机械尺寸(公制单位)!5

1.3.

2.EMW3080-1 的机械尺寸(公制单位)!5

1.3.3.EMW3080-3 的机械尺寸(公制单位)!6

1.3.4.EMW3180-2 的机械尺寸(公制单位)!6

1.3.5.EMW3180-4 的机械尺寸(公制单位)!7

2.模块的接口!8 2.1.天线插座和LED灯!8

2.2.引脚排列!9

2.2.1.EMW3080-2!9

2.2.2.EMW3080-1!9

2.2.

3.EMW3080-3!10

2.2.4.EMW3180-2!10

2.2.5.EMW3180-4!10 2.

3.引脚定义!11

2.4.典型硬件连接与引脚说明!12

3.工作模式以及模式间的切换!15 3.1.模块上电后的工作流程图!15

3.3.模块上电后的工作模式!16 3.

4.正常工作时，模式的切换!16

3.5.模块的出厂设置以及恢复!17

4.模块配置参数详述!18

4.1.无线网络参数!18 4.2.模块的本地网络参数!19 4.3.模块的网络数据通讯参数!20

4.4.模块的串口数据通讯参数!22

5.透明传输模式 (DTU)!24

5.1.模块内部转发机制!25

5.1.1.串口数据转发到网络数据包!25

5.1.2.网络数据包转发到串口!26

5.2.操作流程简述!27

6.命令控制模式——EMSP 命令集!28 6.1.通讯模型!28 6.2.接口时序!28 6.3.EMSP命令规约!28

协议头!28

数据段!29 6.4.命令详述!30

6.4.1.静态配置命令!30

EMSP_CMD_GET_CONFIG!30

EMSP_CMD_SET_CONFIG!32

EMSP_CMD_SET_DNS!32

EMSP_CMD_GET_DNS!33

EMSP_CMD_GET_NAME!34

EMSP_CMD_SET_NAME!34

EMSP_CMD_GET_VER!35

EMSP_CMD_GET_MAC_ADDR!35

6.4.2.动态控制命令!36

EMSP_CMD_RESET!36

EMSP_CMD_START!36

EMSP_CMD_GET_IP!37

EMSP_CMD_CLOSE_SOCKET!37

EMSP_CMD_WIFI_STOP!39

EMSP_CMD_WIFI_CONNECT!39

EMSP_CMD_SCAN_AP!40

EMSP_CMD_SCAN_CMP!40

EMSP_CMD_SEND_DATA!41

EMSP_CMD_RECV_DATA!41

EMSP_CMD_GET_STATUS!42

7.配置模块参数的方法!43

8.附录1. 命令列表!44

9.附录2. 模块上的产品标签!44

10.销售信息!45

11.技术支持!45

1.功能简介

EMW3X80是上海庆科信息技术有限公司开发的高速串口/Wi-Fi数据传输模块，它内部集成了TCP/IP协议栈和Wi-Fi通讯模块驱动，用户利用它可以轻松实现串口设备的无线网络功能，节省开

发时间，使产品更快地投入市场，增强竞争力。

该系列模块可以工作在-40℃?～85℃的温度范围内。串口通信最高波特率为921600，具有TCP，UDP两种数据传输模式，并且支持串口命令来配置参数，方便使用。

1.1.特点

★单操作电压：3.3V；

★工作电流 <210mA，待机电流<1mA；

★两种工作模式：命令控制模式和透明传输模式；

★多种配置方式：模块内置WEB配置服务器，PC端配置软件（提供源代码）或EMSP命令；

射频特性

★WLAN标准：IEEE 802.11b/g，Wi-Fi兼容；

★工作频率：2.4G ISM 频段；

★输出功率：典型15dBm +/-1.5dBm；

★接收灵敏度：典型802.11b：-91dBm；802.11g：-85dBm；

★无线数据传输速率54Mbps、48Mbps、36 Mbps、24 Mbps、18 Mbps、12 Mbps、9 Mbps、6Mbps、11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps；

★支持AP方式和Ad-Hoc方式组建无线网络；

★支持WEP40和WEP104加密（64/128 bit），支持开放系统模式和共享密钥模式

★支持WPA/WPA2 PSK加密，加密算法支持AES和TKIP；

★Wi-Fi连接断开后自动恢复；

★模块从复位到建立Wi-Fi网络的时间小于2.5秒（WEP加密方式），5秒（WPA加密方式）

UART接口特性

★串口波特率: 9600 - 921600；

★最高传输速率65kbytes/s（同时发送和接收）90kbytes/s（发送或者接收）；

★支持UART的硬件流控制来保证数据传输的完整性和可靠性；

TCP/IP特性

★支持DNS域名解析服务；

★支持DHCP自动获取IP地址；

★支持网络数据传输协议TCP，UDP；

★支持TCP服务器模式或者客户端模式；

★作为TCP客户端时，具有TCP断线自动重连机制，保证数据传输链路稳定可靠；

★作为TCP服务器时，允许最多3个客户端的连接；

★支持UDP广播或单播；

1.2.电气参数

1.2.1.绝对最大参数：电压

模块运行于绝对最大额定值以外，可能会造成永久性损坏。同时长时间暴露在最大额定值条件下可能影响模块的可靠性。

Symbol Ratings Min Max Unit

V DD–V SS Voltage–0.3 4.0V

V IN Input voltage on ?ve volt tolerant pin VSS ?0.3 5.5V

V IN Input voltage on any other pin VSS ?0.3VDD+0.3V

Symbol Ratings Max Unit

I VDD Total current into VDD power lines (source)320

I VSS Total current out of VSS ground lines (sink)320

Output current sunk by any I/O and control pin25

mA

I IO

Output current source by any I/Os and control pin-25

1.2.2.绝对最大参数：温度

Symbol Ratings Max Unit

T STG Storage temperature–65 to +150℃

T A Working temperature-40 to +85℃

1.2.3.绝对最大参数: 电磁环境 (ESD)

Symbol Ratings Conditions Class Max Unit

V ESD(HBM)Electrostatic discharge voltage

(human body model)

TA = +25 °C

conforming to

JESD22-A114

22000

V ESD(CDM)Electrostatic discharge voltage

(charge device model)

TA = +25 °C

conforming to

JESD22-C101

II500

V

1.2.4.Static latch-up

经测试，完全通过EIA/JESD 78A IC的latch-up标准

Symbol Parameter Class Class LU Static latch-up class TA = +105 °C conforming to JESD78A II level A

1.2.5.工作条件：电压和电流

Speci?cat i?cation

Symbol Note Conditions

Min.Typical Max.Unit V DD Voltage 2.6 3.3 3.6V I VDD Current VDD=3.3V, normal 205210215mA I VDD

Current

VDD=3.3V, sleep 0.8

1

3

mA

1.2.6.数字IO 口的参数

输出电平

Symbol Note Parameter Conditions Min.Max.Unit V OL Output low level voltage

2.7 V < VDD <

3.6 V

0.4

V V OH UART & IO Output high level voltage I IO = +8 mA

VDD-0.4

V

V OL Output low level voltage

1.3

V V OH

output voltage Output high level voltage I IO = +20 mA

2.7 V < VDD <

3.6 V

VDD-1.3

V

输入电平

Symbol Note

Parameter Conditions

Min.Max.Unit V IL Input low level voltage -0.50.8V Input high level voltage

2VDD+0.5V V IH UART & IO Input high level voltage (5V input tolerant)TTL level 2 5.5V V IL Input low level voltage -0.50.35VDD V V IH

input voltage

Input high level voltage

CMOS level 0.65VDD

VDD+0.5

V

nRESET 引脚的参数

nRESET 引脚的输入驱动电路采用CMOS 电路。模块内部含有阻容复位电路，可以保证在模块上电时准确复位。

如果需要控制其复位，只需要将外部控制信号和nRESET 直接相连，但是该控制信号必须是开漏模式（Open Drain ）。

除此之外，还可以使用模块的EMSP 命令实现软件复位。

Symbol Item

Conditions

Min.Typical

Max.Unit V IL(NRST)/RESET input low level –0.50.8V IH(NRST)/RESET input high level 2VDD+0.5V R PU Resistor for Pulling up VIN = VSS 7.5

88.3k ?C PD

Capacitor for charging and

Resetting

1001000

pF

注意: EMW3X80-1使用RESET 引脚，请使用V IH

来复位模块。

1.2.7.射频参数

频率范围无线通道调制方式输出功率天线接口接收灵敏度MAC协议数据速率

安全性

无线网络互存2.4 GHz ISM radio band

802.11b: USA, Canada and Taiwan – 11

Most European Countries – 13

France – 4, Japan – 14

802.11g: USA and Canada – 11

Most European Countries – 13

DSSS, OFDM, DBPSK, DQPSK, CCK, 16-QAM, 64-QAM 802.11b: typical 17dBm +/- 2dBm

802.11g: typical 15dBm +/- 2dBm

IPEX antenna connector

802.11b: typical -86 +/- 3dBm at 11Mbps

802.11g: typical -71 +/- 3dBm at 54Mbps

CSMA/CA with ACK

802.11b: 1, 2, 5.5, 11Mbps

802.11g: 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54Mbps

WEP 64-bit and 128-bit，WPA/WPA2 PSK

Cell phone(GSM/DCS/WCDMA/UMTS/3G) co-existence

1.3.机械尺寸

1.3.1.EMW3080-2 的机械尺寸(公制单位)

!

图1.1 EMW3080-2顶视图

!

图1.2 EMW3080-2侧视图1.3.2.EMW3080-1 的机械尺寸(公制单位)

Figure1.3 EMW3080-1顶视图

Figure1.4 EMW3080-1侧视图

!Figure1.5 EMW3080-3顶视图!Figure1.6 EMW3080-3侧视图1.3.4.EMW3180-2 的机械尺寸(公制单位)

!

Figure1.7 EMW3180-2顶视图

Figure1.8 EMW3180-2侧视图

Antenna

Figure1.9 EMW3180-4顶视图

Figure1.10 EMW3180-4侧视图

2.模块的接口

2.1.天线插座和LED灯

EMW3080有两个天线插座，但是天线只能插在J2上，J1插座不可用.

图2.1 EMW3080-2上的天线插座

表 2.1 J2和J3的功能

名称功能名称功能

J2连接天线J3不使用

模块上有两个LED灯用来直观地指示模块当前的状态。用户也可以在配制模式下通过命令来获得模块当前的状态。LED功能如下表2.2.

表 2.2 LED 指示灯的功能

名称颜色功能描述

D1红色闪烁：数据传输

常亮：Wi-Fi网络已连接常暗：断开Wi-Fi连接

D2绿色常亮：模块初始化正常，正常工作

常暗：模块未初始化，或处于休眠状态

持续（短短短）闪烁：模块进入固件升级模式持续（短长短）闪烁：模块固件非法，错误状态

2.2.引脚排列

2.2.1.EMW3080-2

EMW3080-2有两组引脚 (1X10 + 1X10)。引脚间距为2mm。

模块的外观如图2.2所示，图2.3标注了引脚的排列方式，表2.3说明了引脚的定义。

图 2.2 EMW3080-2的外观

图 2.3 EMW3080-2的引脚排列

2.2.2.EMW3080-1

EMW3080-1有两组引脚 (2X18 + 2X10)。引脚间距为1.27mm。

模块的外观如图2.4所示，图2.5标注了引脚的排列方式，表2.4说明了引脚的定义。

!图2.4 EMW3080-1的外观!图2.5 EMW3080-1的引脚排列

2.2.

3.EMW3080-3

EMW3080-3有两组引脚 (1X14 +1X13)。引脚间距为2.54mm。

模块的外观如图2.6所示，图2.7

标注了引脚的排列方式，表2.5说明了引脚的定义。

!图2.6 EMW3080-3的外观!图 2.7 EMW3080-3的引脚排列

2.2.4.EMW3180-2

EMW3180-2有两组引脚 (1X15 +1X15)。引脚间距为2mm。

模块的外观如图2.8所示，图2.9标注了引脚的排列方式，表2.6说明了引脚的定义。

!图2.8 EMW3180-2的外观!图2.9 EMW3180-2的引脚排列

2.2.5.EMW3180-4

EMW3180-4有两组引脚 (1X15 +1X15)。引脚间距为2mm。

模块的外观如图2.10所示，图2.11标注了引脚的排列方式，表2.6说明了引脚的定义。!图2.10 EMW3180-4的外观!图2.11 EMW3180-4 的引脚排列

Antenna

2.3.引脚定义

表 2.3 EMW3080-2的引脚定义

Pins Pin Name FT Pins Pin Name FT

J1-1WAKE_UP(IN）J2-1nUART_RTS(OUT)

J1-2nRESET(IN)J2-2nUART_CTS(IN)√

J1-3STATUS(IN)√J2-3UART_RXD(IN)√

J1-4NC J2-4UART_TXD(OUT)

J1-5GND J2-5GND

J1-6NC J2-6NC

J1-7NC J2-7NC

J1-8IO1J2-8NC

J1-9NC J2-9NC

J1-10nWi-Fi LED(OUT)

BOOT(IN)

J2-10VDD 表 2.4 EMW3080-1的引脚定义

Pins Pin Name FT Pins Pin Name FT 1nUART_CTS(IN)√12GND

2nUART_RTS(OUT)15nWI-FI LED(OUT) BOOT(IN)

3WAKE_UP(IN）17RESET(IN)

4STATUS(IN)√19GND

6NC20GND

7UART_TXD(OUT)44IO1

8UART_RXD(IN)√51NC

9，10VDD55VDD

11GND56GND

表 2.5 EMW3080-3的引脚定义

Pins Pin Name FT Pins Pin Name FT 1NC15NC

2NC16-18NC

3NC19WAKE_UP(IN）√4NC20STATUS(IN)

5VDD21NC

6GND22nWI-FI LED(OUT) BOOT(IN)