seriell WLan TCP Bridge über virtuellen COM Port

Die RS232 Schnittstelle hat ihren Ursprung in den 1960er Jahren und wird mittlerweile häufig durch den Universal Serial Bus ersetzt. Dementsprechend verfügen viele PC’s und auch Notebooks über keine physische RS232 Schnittstelle mehr, eine serielle Datenübertragung erfolgt meist über USB (Universal Serial Bus). Bei MAC’s ist generell keine RS232 / COM Schnittstelle mehr verfügbar. Da RS232 aber häufig zur Anbindung von Endgeräten Anwendung findet, bedarf es meist entsprechender RS232 / USB Konverter.

Vorteil dieser kabelgebundenen RS232 Verbindung ist die Herstellung eines „physischen“, im Detail virtuellen COM Port. Der virtuelle COM Port wird dabei direkt in dem jeweiligen Betriebssystem bereitgestellt, bzw. kann direkt in einer Software angesprochen werden.

Neben der kabelgebundenen RS232 Anbindung kann gleichermassen ein virtueller COM Port über WLan realisiert werden.

Im nachfolgenden Tutorial wird mittels

• einem ESP8266 USB WiFi Bridge Modul, serielle Datenpakete einer USB Schnittstelle auf WLan umgesetzt
• einem ESP8266 RS232 WiFi Bridge Modul, RS232 Signale auf WLan umgesetzt

Das USB WiFi Bridge Modul erfüllt dabei die Funktion eines virtuellen COM Port am Host.

Die grundlegenden Parameter einer WLan gebundenen COM Schnittstelle unterscheiden sich nicht im Vergleich zu einer kabelgebundenen RS232 Schnittstelle

• serielles Protokoll
• Baudrate
• Steuerzeichen

Die seriellen Daten werden lediglich auf WLan umgesetzt und transferiert.

Modul Konfiguration

Im Vorfeld muss zunächst die Basiskonfiguration des

• EI-OT RS232 Modul
• USB WiFi Bridge Modul

durchgeführt werden.

Nachdem die Basiskonfiguration durchgeführt wurde muss nun die serielle TCP Bridge des

• EI-OT RS232 Moduls
• USB WiFi Bridge Moduls

aktiviert werden, jeweils GPIO1 auf TCP Tx und GPIO3 auf TCP Rx gesetzt werden.

The RS232 COM Interface is a standard originally introduced in 1960 for serial communication transmission of data. Meanwhile most Computers are based on other serial Interface such as USB (Universal Serial Bus). Because of RS232 Standard often RS232 is used to connect Devices to Computers thru RS232 / USB Converter.

Advantage of a wired RS232 connection is a „physical“, in Detail virtual COM Port. The virtual COM Port is directly available thru Operating System and is available in Software Applications.

Besides the wired RS232 Connection, a virtual COM Port can be realized thru WiFi.

In our tutorial we describe a RS232 Connection thru WiFi and a virtual COM Port

• the ESP8266 USB WiFi Bridge transfer serial Data from USB  to WiFi
• the ESP8266 RS232 WiFi Bridge Module transfer serial Data thru WiFi

The USB WiFi Bridge Module enables full virtual COM Port functionality.

The basic of serial Data transfer is based on same parameters such as regular / wired RS232 / COM Port serial connection.

• serial protocol
• baudrate
• Control Character

The serial Data just transferred thru WiFi.

Module Configuration

First step  Module Basic Configuration

• EI-OT RS232 Modul
• USB WiFi Bridge Modul

After Basic Configuration is finished TCP serial Bridge Mode of

• EI-OT RS232 Moduls
• USB WiFi Bridge Moduls

must be enabled (set GPIO1 to TCP Tx and GPIO3 to TCP Rx).

Im Eigentlichen ist die Anbindung einer virtuellen COM Schnittstelle über WLan und TCP Socket einer typischen COM Port Anbindung gleichzusetzen. Im Detail Bedarf es dabei der typischen Konfiguration der seriellen Schnittstelle die mittels Konsole und Kommandozeilen Eingabe wie folgt konfiguriert wird

1. Baudrate beider Module, ist typischerweise die Baudrate des Endgerätes welches mittels RS232 Modul verbunden ist. In unserem Beispiel wird eine Baudrate von 115200 durch Eingabe von TCPBaudrate 115200
   in die Kommandozeile und Drücken der Taste ENTER gesetzt. Der Parameter Baudrate muss in beiden Modulen konfiguriert und identisch sein.
2. serielles Protokoll, ist typischerweise entsprechend dem über das RS232 Modul angeschlossene Endgerät, in unserem Beispiel
   Daten Bits 8
   Parität None / keine
   Stop Bits 1
   und wird durch Eingabe von TCPConfig 8N1 in die Kommandozeile und drücken der Taste ENTER gesetzt. Auch hier muss das serielle Protokoll gleichlautend bei beiden Modulen sein
3. die Aktivierung des TCP Socket erfolgt hier im Beispiel über den Port 8080 und wird durch Eingabe von TCPStart 8080 in die Kommandozeile beider Module und drücken der Taste ENTER konfiguriert
4. abschliessend muss nun eine TCP Socket Verbindung zwischen beiden Modulen hergestellt werden, im gezeigten Beispiel erfolgt die Anbindung vom RS232 Modul mit der IP 192.168.178.75 zum USB WiFi Bridge Modul mit der IP Adresse 192.168.178.71. Die TCP Socket Verbindung wird hergestellt durch Eingabe von TCPConnect 8080, 192.168.178.71
   in die Kommandozeile des RS232 Moduls und durch drücken der Taste ENTER.

Sobald die Verbindung erfolgreich hergestellt wurde, gibt die Konsole des USB WiFi Bridge Moduls Got connection from 192.168.178.71 aus.

Compared to a regular COM Port connection  there is no big difference to a TCP Socket based COM Port connection. It requires also typical COM Port / Interface Parameter configuration such as

1. Baudrate of both Modules, normally Baudrate its based on RS232 Module connected Device. In our example we use a Baudrate of 115200 and its set thru Command Line Input TCPBaudrate 115200
   followed by pressing ENTER Key. Baudrate must be configured on RS232 and USB WiFi Bridge Module, the Baudrate must be identical.
2. serial Protocol, is also based on RS232 Module connected Device, in our Example
   Data Bits 8
   Parity None
   Stop Bits 1
   and is configured thru Command Line Input TCPConfig 8N1 and pressing ENTER Key. Serial Protocol must be identical and also set on both Modules
3. the serial Data are send thru TCP Socket, in our Example we use  Port 8080. The TCP Socket is enabled thru  TCPStart 8080 Command Line Input and set thru pressing ENTER Key
4. now a TCP Socket connection must be activated to connect  RS232 Module (IP 192.168.178.75) to USB WiFi Bridge Module (IP 192.168.178.71). The TCP Socket connection is established thru  TCPConnect 8080, 192.168.178.71
   Command Line input and pressing ENTER Key.

Soon as TCP Socket connection is active, in USB WiFi Bridge Console the message Got connection from 192.168.178.71 appears.

Nachdem beide Module, im Detail die serielle Schnittstelle konfiguriert wurde kann beispielsweise mittels seriellem Terminal Programm ein direkter Datenaustausch erfolgen.

Selbstredend muss der Host über einen erforderlich Treiber des USB/TTL Konverter. Nachfolgend die Downloads zum CH340 Treiber

• CH340 Windows Treiber
• CH340 OS X MAC Treiber
• Linux Treiber

für das USB WiFi Bridge Modul.

Die hier im Beispiel verwendete Hardware basiert auf

• einem USB WiFi Bridge Modul, über USB (CH340 USB/TTL Konverter) mit dem Host Computer verbunden
• einem RS232 WiFi Bridge Modul, über einen HL-340, einem D-SUB9 CH340 USB/TTL Konverter mit dem Host Computer über USB verbunden

Im aktuellen Beispiel wird als serielles Terminal Programm Cool Term verwendet (ist für gängige Betriebssystem frei verfügbar). Hier wird nun für jeden USB/TTL Adapter, dem CH340 des USB WiFi Bridge Modul, sowie dem HL340 USB/TTL Adapter des RS232 WiFi Bridge Modul jeweils ein Fenster geöffnet und die Konfiguration durch einen Klick auf Options geöffnet.

1. hier wird nun jeweils der virtuelle COM Port / USB TTL Konverter ausgewählt, sowie die Parameter der zuvor, im Modul gesetzten Parameter, in unserem Beispiel
   Baudrate 115200
   Daten Bits 8
   Parität None / Keine
   Stop Bits 1
2. im Untermenü Terminal wird zusätzlich der Line Mode aktiviert, sodass der Cool Term Terminal über eine Kommandozeile verfügt und beim Drücken der Taste Enter der String der Kommandozeile übertragen wird. Klicke auf OK um die gesetzten Parameter zu speichern
3. durch Klicken auf Connect müssen nun beide Schnittstellen geöffnet werden. Schreibt man nun einen String in die Kommandozeile und drückt die Taste ENTER, wird dieser direkt über TCP auf das andere Modul übertragen.

Es gilt zu beachten, in der Konsole der Module wird keinerlei Übertragung registriert oder ausgegeben! Das Webinterface des Moduls läuft zum einen über Port 80, des Weiteren Bedarf es dem HTTP Protokoll.

After both Modules serial Interface Parameters are configured, serial Data could send thru a serial Terminal Application.

Please make sure required Driver are installed on your Host. USB WiFi Bridge Module required CH340 Driver Downloads

• CH340 Windows Driver
• CH340 OS X MAC Driver
• Linux Driver

In our example we use

• a USB WiFi Bridge Module, thru USB (CH340 USB/TTL Converter) to Host Computer
• a RS232 WiFi Bridge Modul, connected thru HL-340 (D-SUB9 CH340 USB/TTL Converter) to Host Computer

As serial Terminal we use Cool Term, available for common Operating Systems. To establish a connection between both modules it requires 2 cool term windows, one for each USB/TTL Converter. Before sending serial Data, virtual COM Port options must be configured, klick on Options

1. select the virtual COM Port / USB/TTL Converter in Port Dropdown. Also set serial Parameters, based on our example (Modules Configuration above)
   Baudrate 115200
   Data Bits 8
   Parity N
   Stop Bits 1
2. click on left side submenu Terminal and Set Terminal Mode to Line Mode, it enables a command line into Cool Term Terminal Window also serial Data send by pressing ENTER Key
3. click in both windows on Connect button to open virtual COM Port (USB/TTL Converter). Type a string into command line and press ENTER Key, the string will appear (received) in other serial Terminal Window

Please note, serial Data / Transmission will not appear in Modules Console Window, because Webinterface is based on HTTP Protokoll thru Port 80, Our serial transmission is based on TCP Socket Port 8080.