在工业物联网（IIoT）与智能设备集成中，小体积、Wi-Fi连接、Modbus TCP主站功能的三重需求，针对需管理30台Modbus RTU从站（每台2DI+2DO）、空间限制仅140×60×20mm的场景，亿佰特E103-W06双频WiFi模块凭借双频Wi-Fi、工业级可靠性、超小尺寸的优势，成为工业级物联网方案首选。本文深度解析E103-W06系列WiFi模块的集成方案、硬件设计与软件实现，为工业用户提供可落地的技术指南。
l 协议要求：主系统需通过Modbus TCP（以太网/Wi-Fi）与从站通信；
l 网络环境：依赖5G CPE提供的2.4GHz/5.8GHz双频Wi-Fi覆盖；
l 从站规模：管理30台Modbus RTU从站，每台需支持2路数字输入（DI）与2路数字输出（DO）；
l 空间限制：设备物理尺寸严格控制在140mm×60mm×20mm内，无法容纳传统网关的外壳与接口。
市场上的Modbus网关产品主要分为两类，但均无法满足需求：
· 纯通信模块（如E103-W06）：仅支持协议转换（RTU→TCP），无主动轮询从站的主站功能，需依赖上位机发起请求；
· 智能网关（如M31/ME31系列）：具备Modbus TCP主站功能，但体积过大（通常超过200mm×100mm×50mm），且仅支持有线以太网，无原生Wi-Fi连接能力。
结论：无现成的“Wi-Fi Modbus TCP主站网关”能同时满足小体积、Wi-Fi连接与主站功能的三重需求。
通过功能分解，将网络通信与协议处理分离，既利用E103-W06的Wi-Fi优势，又通过STM32实现主站逻辑，完美适配小体积需求。
[Modbus TCP主系统] ←（Wi-Fi/TCP/IP）→ [E103-W06] ←（UART串口）→ [STM32 MCU] ←（RS-485总线）→ [30台Modbus RTU从站]
l E103-W06：作为网络透明传输桥，负责Wi-Fi数据收发，将STM32的串口数据转换为TCP/IP包，反之亦然；
l STM32 MCU：作为协议处理核心，实现Modbus RTU主站功能（主动轮询从站）与Modbus TCP服务器功能（响应主系统请求）；
l RS-485总线：连接STM32与30台从站，支持长距离（最大1200米）通信。
E103-W06是亿佰特推出的工业级双频Wi-Fi模块，基于TI CC3235S芯片设计，核心优势如下：
l 双频Wi-Fi支持：同时兼容2.4GHz（穿透性强）与5.8GHz（抗干扰），适配5G CPE的Wi-Fi网络；
l 超小体积：SMD封装仅20.5mm×25mm，为STM32与RS-485电路预留空间；
l 工业级可靠性：工作温度-40℃~+85℃，发射功率达+18dBm，支持STA/AP/Wi-Fi Direct模式，通信距离可达500米（开阔环境）；
l 高速传输：串口波特率最高3Mbps，无数据吞吐量瓶颈；
l 协议兼容性：支持TCP/UDP/MQTT/HTTP，且原生支持Modbus RTU→TCP转换，为协议处理提供基础。
硬件设计的核心是在140×60×20mm内集成E103-W06、STM32、RS-485电路，需重点关注布局、天线与电源设计。
l STM32 MCU：选择STM32F103C8T6（LQFP48封装，尺寸7mm×7mm），具备足够的GPIO与UART资源，满足30台从站的轮询需求；
l RS-485芯片：采用SP3485（SMD封装，尺寸3mm×3mm），支持半双工通信，最大传输速率10Mbps；
l 电源芯片：选择MP2307（DC-DC转换器，效率95%）或AMS1117-3.3V（LDO，输出电流1A），为系统提供稳定的3.3V电源；
l 天线：优先采用PCB内置天线（尺寸5mm×20mm），若信号需求高，可选择IPEX接口+外置小天线（高度≤10mm）。
l 布局原则：将E103-W06与STM32放置在PCB中央，RS-485电路与电源电路分布在两侧，避免RF信号干扰；
l 层数选择：采用4层PCB（顶层/底层为信号层，中间为电源层与接地层），提升信号完整性，尤其是Wi-Fi的射频（RF）信号；
l 尺寸控制：严格控制PCB尺寸在140mm×60mm内，元件高度不超过20mm（如采用SMD电容/电阻，避免使用插件元件）；
l 接口设计：RS-485采用端子排（高度≤15mm）或SMD连接器，电源接口采用Micro USB（高度≤5mm），减少空间占用。
l 电源滤波：在E103-W06与STM32的电源引脚旁放置10μF电解电容+0.1μF陶瓷电容，抑制电源噪声；
l 接地处理：将Wi-Fi模块的接地与数字电路接地分开，通过单点接地连接，避免地环路干扰；
l ESD保护：在RS-485接口处串联TVS二极管（如SMBJ6.5CA），防止静电击穿芯片。
软件设计的核心是实现Modbus主站逻辑与Wi-Fi数据传输，需采用RTOS提升多任务处理能力。
① Modbus RTU主站任务：周期轮询30台从站（轮询周期可配置，如100ms/台），读取DI状态并写入DO指令；
② Modbus TCP服务器任务：监听TCP端口（默认502），解析主系统的Modbus TCP请求，返回从站数据；
③ Wi-Fi通信任务：通过UART与E103-W06交互，发送AT指令配置网络参数，维持TCP连接。
① 支持常用功能码：01（读线圈）、02（读离散输入）、03（读保持寄存器）、05（写单线圈）、15（写多线圈）；
② 加入超时重传机制（如3次重传）与错误处理（如CRC校验失败、从站无响应），提升通信可靠性。
通过STM32的UART向E103-W06发送AT指令，完成网络配置：
① 设置工作模式：AT+MODE=2,1,2（STA模式，透明传输，TCP客户端）；
② 连接Wi-Fi：AT+STACON=“5G_CPE_SSID”,2,“password”（连接5G CPE的Wi-Fi网络）；
③ 建立TCP连接：AT+SOCKET=0,502,“主系统IP”（连接Modbus TCP主系统的502端口）；
④ 参数保存：AT+SAVE（保存配置，重启后生效）。
调试技巧：使用E103-W06的调试工具（如Ebyte提供的串口助手），实时查看Wi-Fi连接状态与数据传输情况。
l 小体积：整体尺寸控制在140×60×20mm内，满足空间限制；
l 高可靠性：E103-W06的工业级设计与STM32的稳定性能，确保在恶劣环境下的通信质量；
l 灵活扩展：支持从站数量扩展至50台（通过优化轮询周期），Wi-Fi可切换至5.8GHz以避开干扰；
l 成本可控：E103-W06（约50元）+STM32F103C8T6（约10元）的组合，成本远低于传统智能网关。
l 工业自动化：在生产线的狭小控制柜内，实现Modbus TCP主站对30台传感器/执行器的集中管理；
l 智能楼宇：在电梯井、天花板等小空间内，通过Wi-Fi连接Modbus RTU设备，实现楼宇自动化控制；
l 户外监测：在气象站、环境监测设备中，利用小体积优势集成Wi-Fi模块，实现远程数据采集与控制。
若5.8GHz非必需，可选择成本更低的单频模块：
l E103-W02：基于TI CC3200，2.4GHz单频，体积20.5×25mm，稳定性与E103-W06相当；
l E103-W01：基于ESP8266，成本最低（约20元），但工业级可靠性稍弱，适合非恶劣环境。
为确保方案可行性，建议联系亿佰特技术支持确认以下内容：
l E103-W06的Modbus功能：是否支持从站地址映射或轻量级轮询表，可简化STM32的固件设计；
l 定制化服务：是否提供集成E103-W06与STM32的核心板（如SiP模块），直接满足小体积需求；
l 批量支持：若订单量≥30台，是否可预装Modbus TCP主站固件，减少开发工作量。
E103-W06+STM32的双核心方案，通过功能分解解决了小体积下的Modbus TCP主站需求，既利用E103-W06的Wi-Fi优势，又通过STM32实现协议处理。该方案不仅满足140×60×20mm的空间限制，还具备工业级可靠性与灵活扩展性，是小体积物联网设备的理想选择。
在实施前，建议通过亿佰特的技术支持获取E103-W06的详细手册与STM32参考代码，加速开发进程。选择E103-W06，让小体积设备也能拥有强大的Modbus TCP主站能力！
今天的分享就到这里啦，EBYTE每一天都致力于更好的助力物联化、智能化、自动化的发展，提升资源利用率，更多WiFi模块产品和WiFi技术资料，感兴趣的小伙伴可以登录我们的亿佰特官网和企业公众号（微信号：cdebyte）进行了解，也可以直接拨打400电话咨询技术专员！
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