1. 网关概述

WT5100 网关是专门为 Digi ZigBee 模块开发的 4G 全网通物联网网关。该网关支持 移动、电信、联通 4G 全网通,支持 Digi XBee 模块,支持 MQTT 协议、JSON 和 XXTEA加密等协议,支持网关参数的远程管理和固件更新。网关默认出厂内置 产品级 m2mBridge设备云(www.m2mbridge.net)客户端,即插即用。同时又支持用户二次开发(Python 可编程),提供 ZigBee API 库、MQTT 库、Modbus 等库。最大限度的方便用户进行二次开 发。整个网关适合如下的系统通信场景:

物联网关设备安装方案_串口

图 1 网关通信原理示意图

1.1.  外观

WT5100 网关由一个网关盒子、一个电源、一根 USB 线和二根天线组成。具体如下图所示。

物联网关设备安装方案_4G_02

图 2 WT5100 产品实物照片

1.2.  主要功能和特点

WT5100 无线网关主要功能包括:

  1. 支持 4G/XBee/USB/RS232 通信;
  2. 支持 Python(一种动态脚本语言)自定义编程;
  3. 支持 U 盘方式下载用户脚本程序;
  4. 外部电源支持宽电压输入:DC5-24V;
  5. 带信号指示灯:Power、4G、Status、M2M 指示灯;
  6. 支持 XXTEA 数据加密(128 位汽车级安全加密算法);
  7. 附带 yd_device_tool.exe 配置工具;

该网关的主要特点是低功耗、高性价比、即插即用、配置简单。

物联网关设备安装方案_串口_03

图 3 WT5100 实物照片

2. 安装说明

WT5100 网关安装主要包括三个步骤:

  1. 盒子和天线固定
  2. 其它 IO 接线
  3. 电源上电

具体详细安装如下:

2.1.  盒子固定安装

盒子采用底部固定。

物联网关设备安装方案_物联网关设备安装方案_04

天线为棒状天线,也可以额改成吸盘天线。

2.2.  其它 IO 接线

WT5100 网关含有 9 组接线端子,具体对应的接线端分别有标签标记为如下图:

物联网关设备安装方案_4G_05

图 5 WT5100 接线端标号

根据电缆接线端颜色和标签上的标记,对应接入信号即可。

2.3.  电源供电

WT5100 网关支持 DC5-12V/2A 供电,配置普通电源适配器即可。

2.4.  SIM 卡插拔

WT5100 支持 2G/3G/4G 中国全网通 SIM 小卡,正确的卡插入方式如下图所示:

物联网关设备安装方案_串口_06

图 6 SIM 卡正确插拔示意图

注意:SIM 卡插拔时,要求先断开电源再插拔,以防静电烧坏 SIM 卡;SIM 插入使用前,要求提前激活,并开通和充值流量套餐。

2.5.  指示灯说明

网关指示灯说明如下

POWER:为电源和ZigBee共用指示灯,闪烁表示ZigBee正常,不亮表 示没有电源,常亮表示有电源,但ZigBee不正常。

2G/3G/4G:常亮为 4G 模块开启工作,闪烁为正常状态;

Status:闪烁表示系统工作正常,大约 1 秒一次。

M2M:常量表示设备链接m2mBridge云后台。

2.6.  按键

网关断电后,先按住Reset按钮不放,再上电,等到 M2M 蓝色指示灯和 Status 指示灯同时亮时,再松开 Reset 按钮,即可恢复网关到用户可编程状态,即原来的程序会自动抹掉,连接 USB 线到电脑,电脑就会弹出 U 盘。

2.7.  USB 接口

网关的 USB 接口,主要用来用户程序下载和配置网关参数用,同时也可以当串口用。

3. 程序配置说明

3.1.  网关参数配置

操作步骤:

步骤 1:连接USB到PC电脑;

步骤 2:PC安装USB驱动;

步骤 3:运行 yd_device_tool.exe 软件工具;

物联网关设备安装方案_调试工具_07

点击“读设备”,即可看到网关所有参数界面:

物联网关设备安装方案_调试工具_08

根据需要直接修改对应的参数就行。方法是双击对应的参数,在弹出对话框里设置好产生,然后确定即可。

步骤 4:直接修改相关的参数保存即可。

允许设置的参数主要包括如下参数如下表:

参数名称

参数值

说明

baud

4800,9600,115200

串口波特率

cmd_enable

1 或者 0

自动通过串口采集 1:启用,0:停用

cmd_period

30

串口自动采集周期,单位秒

cmd_str

123456

串口自动请求命令,字符串

dst_addr

42.121.255.32

网关连接的目标 IP 地址

dst_port

1883

网关连接的目标端口

mac

00:60:8F:97:B0:23

网关 MAC 号。不能改变

mqtt_id

100857

MQTT 服务专用的 ID 号

mqtt_keepalive

30

MQTT 心跳 keepalive,单位:秒

mqtt_password

xxxxxx

MQTT 登录密码

mqtt_user

ybchen@zstu.edu.cn

MQTT 登录用户名

xxtea_enable

1 或 0

网关数据加密 1:开启,0:关闭

4. 设备云后台配置说明

4.1.  m2mBridge 设备云配置

设置步骤:

步骤 1:打开 www.m2mbridge.net网站,注册 m2mBridge 设备云账户;

步骤 2:打开 m2mbridge 网站,登录刚注册的账户;

物联网关设备安装方案_物联网关设备安装方案_09

步骤 3:根据购买的网关 MQTTID 和验证码,登陆 m2mBridge 平台绑定网关;
具体操作:
(1) 登录网站,点击“客户端列表”菜单:

物联网关设备安装方案_物联网关设备安装方案_10

图 10.   绑定 MQTT ID 按钮

(2)点击工具栏的“绑定”按钮,弹出如下绑定 MQTT ID 界面

物联网关设备安装方案_串口_11

图 11.   绑定 MQTT ID 配置界面

(3)填写绑定的 MQTT ID,允许绑定的验证码和备注描述,点击“应用”按钮,即完成绑定。

步骤 4:登录 m2mBridge 平台,添加用户类型 MQTT ID,下载 m2mBridge 调试工具.

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图 12.   添加 MQTT ID 按钮

(2)点击工具栏的“添加”按钮,弹出如下添加 MQTT ID 界面

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  • 13.  添加用户类型 MQTT ID 配置界面
  • 新添加的任一用户类型  MQTT ID  填入  m2mbridge_tool  调试工具, 连接m2mBridge 设备云,调试工具即可实现自由的任意数据订阅和命令数据发布测试。

步骤5:利用 m2mBridge 提供的接口库编写客户端业务应用程序,根据业务逻辑需要,编写对应的业务应用界面。

4.2.  m2mBridge_Tool 使用

物联网关设备安装方案_串口_14

附录一:USB 驱动安装

具体参考 Digi USB 驱动安装说明。

附录二:yd_device_tool 软件说明

具体参考 yd_device_tool 软件说明。

附录三:m2mBidge_tool软件说明

具体参考m2mBridgetool软件说明。