基于ESP32-S3的以太网和4G的DTU盒子

项目介绍

使用ESP32-S3作为主控，可选择以太网、4G、WIFI等联网模式进行联网并将采集到的RS485设备数据传输到目标IP地址的DTU盒子。本项目可以选择使用IDF、Arduino、Micropython等开发方式进行ESP32的程序开发，开发方式灵活。可以使用有线或者无线连接方式进行网络连接。可以使用5V的USB供电或者使用DC电源的宽电压进行供电。设置有串口可配的目标IP地址，可以轻松易用地将数据采集后传输到目标平台。DTU盒子尺寸按照身份镇尺寸进行设计，可以当作一个数据开发方案验证平台。

一、联网模式

1、W5500以太网连接

以太网连接作为有线连接方式，连接状态稳定，直接将盒子和路由器使用网线进行连接，可以轻松进行网络连接。W5500使用SPI接口进行驱动，数据传输速率较高，并且驱动代码使用各种驱动方式都比较容易获取。W55500内置完整的TCP/IP协议栈，可以轻松实现像TCP、UDP、HTTP等网络协议，并且可以实现更加灵活使用的MQTT协议。W5500芯片的使用减轻了主处理器的网络负担。虽然ESP32S3芯片本身就可以进行WIFI方式连接，但是以太网这种有线连接方式相较于WIFI连接更加稳定，并且可以作为一种高速率的备用方案使用。

2、ML307R-4G连接

ML307R是中国移动新推出的一个4G CAT1模组，可以使用AT指令进行开发，相比于以太网协议驱动更加轻量化，并且AT指令包含了向常见的电信AEP平台、Onenet平台或者私有的MQTT个人服务器平台进行数据传输的指令，并且也可以方便地使用TCP、UDP、HTTP协议等进行联网开发。4G模组做为一个无线的广域网连接，不受到地点限制，只要可以接收到4G网络即可。

3、WIFI连接

WIFI连接作为最易得的联网方式，属于ESP32本身存在的一种联网方式，在开发的时候，兼容性上是最好的，并且在任何开发方式中开发程序是最多和最容易获取的。

二、供电模式

1、5V USB供电

可以直接使用USB的5V进行供电，接口添加了适配电阻。可以直接通过USB数据线连接到电脑，兼具供电和数据下载。

2、DC宽压供电

使用12V到24V的DC电源进行供电，宽压供电，完全可以应对无论是4G模组以太网模组还是WIFI模组在瞬间启动和连接过程中可能产生的尖峰大电流。采用的是TPS54331芯片进行电压转换，大支持2A电流驱动能力。

三、接口

1、USB接口

USB接口作为程序下载和调试接口，直接连接电脑。串口芯片使用的是CH340C，设计的有自动下载电路。

2、以太网接口

标准的RJ45接口。

3、RS485接口

带有TVS保护芯片的RS485电路，有四线，分别是12V的VCC、485A、485B和GND四线。带有120R的终端电阻，可以更换跳线帽的位置选择是否使用。

4、天线

常用的棒状4G天线，具有良好的增益效果。

5、供电电源接口

使用的是源头DC电源连接座。

四、图片和附件