工業級乙太網路與邊緣儲存擴展模組
極致穩定有線連網，打造工業微型邊緣閘道器
🌐 產品概述 (Product Overview)
在複雜且充滿電磁干擾的工業物聯網 (IIoT) 場域中，無線通訊常面臨穩定性瓶頸。為此，宅老大數位針對 Datalogger IoT 擴展板，推出了專屬的「乙太網路與邊緣儲存擴展模組」。
本模組核心搭載 WIZnet W5500 全硬體 TCP/IP 乙太網路控制器，並整合 MicroSD 本地儲存介面。透過「有線網路傳輸」與「邊緣數據落庫」雙管齊下的架構，完美解決網路斷線時的資料遺失痛點（Data Loss Prevention），確保感測數據從端點到雲端的傳輸具備極高可靠度，是建構微型工業閘道器 (Edge Gateway) 的理想選擇。
▲ 圖 1：工業級乙太網路擴展模組。「硬體 SPI + 軟體 SPI」雙軌隔離架構圖解。
💡 核心架構優勢 (Architectural Highlights)
1. 網路傳輸卸載 (Hardware Network Offload)
採用 W5500 全硬體協定疊（支援 TCP, UDP, IPv4, ICMP, ARP, IGMP, PPPoE），將繁重的網路封包處理工作從主控 MCU 完全卸載。這不僅大幅降低主晶片的 CPU 負載與記憶體消耗，更避免了軟體協定疊常見的系統阻塞 (Blocking) 問題。
2. 雙匯流排隔離設計 (Dual-Bus Isolation)
為確保高頻寬讀寫時的穩定性，模組採用獨立的 SPI 通道設計：W5500 網路晶片運行於高速硬體 SPI，而 SD 卡則配置於獨立的軟體 SPI (Soft SPI) 腳位。徹底消除網路封包傳輸與本地檔案 I/O 之間的匯流排搶佔 (Bus Contention) 風險。
3. 企業級加密通訊就緒 (Enterprise-Ready Secure Protocols)
已完成底層驅動適配，並提供完整的範例程式碼。除基礎的 UDP / TCP 外，更原生支援 HTTPS Client 與 MQTTS (TLS/SSL) 加密通訊，無縫接軌 AWS IoT, Google Cloud 或企業私有雲架構，滿足嚴格的資安稽核標準。
4. 斷網續傳機制基礎 (Data Resiliency)
結合 SD 卡的本地儲存能力，開發者可輕鬆實作「斷網暫存、連網續傳」的邊緣運算邏輯，確保工業機台數據或環境監測資料的 100% 完整性。
🔌 硬體腳位映射 (Pinout Definition)
本模組針對 Datalogger IoT 主板進行最佳化佈線，底層硬體資源配置如下：
📡 1. 乙太網路端 (W5500 - 硬體 SPI)
- Pin 19： SCLK (Serial Clock)
- Pin 16： MISO (Master In Slave Out)
- Pin 17： MOSI (Master Out Slave In)
- Pin 18： NCS (Network Chip Select)
- Pin 10： RST (Hardware Reset)
- Pin 11： INT (Interrupt Request)
💾 2. 邊緣儲存端 (MicroSD - 軟體 SPI)
- Pin 5： SD_CS (SD Card Chip Select)
- Pin 15： SOFT_MISO (Software SPI MISO)
- Pin 14： SOFT_MOSI (Software SPI MOSI)
- Pin 8： SOFT_SCK (Software SPI Clock)
🎯 典型應用領域 (Target Applications)
- 🏭 工業自動化 (SCADA / MES 整合)： 機台運轉參數與 OEE 數據擷取，透過實體網路穩定上傳至中控系統。
- 🌾 分散式環境監測站： 應用於溫室農業、空品監測等場域。利用 SD 卡進行本地數據落庫，並透過 MQTT/MQTTS 週期性回報。
- 🏥 高安規物聯網設備： 針對禁止使用 Wi-Fi 設備的醫療院所或企業內網環境，提供極高穩定性的實體網路接入方案。
