本文檔PDF版本下載：應(yīng)用筆記二：利用串口服務(wù)器延長(zhǎng)串口
文檔編號(hào)：USR002
文件版本：V1.0
修改日期：2011-11-15
前沿：
根據(jù)RS232標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范，RS232的通訊距離為最遠(yuǎn)15米，并且線材不好的情況下，15米也達(dá)不到，RS485距離遠(yuǎn)，但是只能用于慢速半雙工，且穩(wěn)定性不佳，濟(jì)南有人科技有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)系列產(chǎn)品，可以借助網(wǎng)絡(luò)將串口通訊延長(zhǎng)至需要的距離甚至無(wú)限遠(yuǎn)，同時(shí)保證速度和穩(wěn)定性，本文針對(duì)幾種不同的應(yīng)用場(chǎng)景給予簡(jiǎn)單說(shuō)明。
本文檔適用 USR-TCP232-XX 系列產(chǎn)品。
版權(quán)歸濟(jì)南有人科技有限公司所有，歡迎在不修改版權(quán)信息的前提下任意傳播。
一、虛擬串口方式(嵌入式設(shè)備－PC)
應(yīng)用條件：
虛擬串口工作方式是對(duì)現(xiàn)有串口設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造最常使用的方法，此工作方式適用于串口通訊對(duì)實(shí)時(shí)性要求不太高且計(jì)算機(jī)需要管理的設(shè)備不多(低于32個(gè))時(shí)使用。
售飯機(jī)，考勤機(jī)，PLC，地磅儀表等可以用此法聯(lián)網(wǎng)。
做好對(duì)應(yīng)設(shè)置后，計(jì)算機(jī)和原串口設(shè)備的程序都不需要做任何修改即可正確使用，操作簡(jiǎn)單，使用穩(wěn)定可靠，框圖如下。
建議工作模式：
TCP Client：虛擬串口工作時(shí)建議使用此模式，模塊上電后主動(dòng)和服務(wù)器(計(jì)算機(jī))建立連接，有數(shù)據(jù)時(shí)傳輸?shù)椒?wù)器，借助TCP協(xié)議層的重傳和校驗(yàn)機(jī)制，保證傳輸?shù)目煽啃?。并且工作在TCP Server模式下的服務(wù)器端也可以主動(dòng)向模塊發(fā)送數(shù)據(jù)。
TCP Server：當(dāng)串口設(shè)備位置固定，管理端計(jì)算機(jī)IP地址不確定時(shí)，使用此模式。
設(shè)置說(shuō)明：
設(shè)置說(shuō)明界面基于我公司提供的設(shè)置軟件，詳情請(qǐng)參考對(duì)應(yīng)產(chǎn)品使用手冊(cè)。
模塊工作模式 根據(jù)實(shí)際情況選擇TCP Client或者TCP Server模式，
本模塊IP地址 為模塊所在的局域網(wǎng)內(nèi)給模塊分配一個(gè)局域網(wǎng)IP地址如這里的192.168.0.7，子網(wǎng)掩碼保持默認(rèn)255.255.255.0，
默認(rèn)網(wǎng)關(guān) 是模塊所在局域網(wǎng)的網(wǎng)關(guān)的IP地址，在局域網(wǎng)內(nèi)使用TCP Client模式時(shí)需要將默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置為目標(biāo)計(jì)算機(jī)的IP，如這里192.168.0.201，
工作時(shí)串口波特率 根據(jù)你的串口設(shè)備的波特率進(jìn)行設(shè)置默認(rèn)115200，
模塊自身端口 任意，這里默認(rèn)20108，范圍是1～65535，
連接目標(biāo)IP 為計(jì)算機(jī)的固定IP地址，可以是內(nèi)網(wǎng)IP也可以是外網(wǎng)IP，這里舉例填寫(xiě)的192.168.0.201 為局域網(wǎng)內(nèi)部IP
連接目標(biāo)端口 任意填寫(xiě)，這里默認(rèn)8234，范圍1～65535，服務(wù)器端工作的應(yīng)用程序就需要監(jiān)聽(tīng)這個(gè)端口。
注：模塊所在局域網(wǎng)的IP分配情況和默認(rèn)網(wǎng)關(guān)如果不清楚可以查看電腦的本地連接狀態(tài)的支持面板，無(wú)論是自動(dòng)獲取的IP還是手動(dòng)分配的IP都能看到，雙擊右下角的電腦小圖標(biāo)即可打開(kāi)。
當(dāng)模塊工作在TCP Client模式下時(shí)，計(jì)算機(jī)端虛擬串口的設(shè)置：
模塊使用TCP Server時(shí)虛擬串口的工作模式選擇為PC act as TCP Client，并設(shè)置Remote Host IP 為模塊的IP，Remote Port 為模塊的自身端口，如下圖。
二、普通串口線延長(zhǎng)（串口設(shè)備連串口設(shè)備）
應(yīng)用環(huán)境：
相隔距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)串口設(shè)備需要互相通訊，設(shè)備所在的為止有網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，應(yīng)用框圖示意圖如下。
注：圖中的網(wǎng)絡(luò)連接可以是局域網(wǎng)內(nèi)，也可以跨網(wǎng)關(guān)到外網(wǎng)，只需要做對(duì)應(yīng)設(shè)置即可，這里以局域網(wǎng)內(nèi)工作為例說(shuō)明。
工作模式選擇：
此應(yīng)用模式下既可以使用UDP模式，也可以使用TCP Server對(duì)TCP Client模式，數(shù)據(jù)量特別大時(shí)建議用UDP模式，對(duì)數(shù)據(jù)流順序和穩(wěn)定性要求高的用TCP模式。
硬件連接方面，可以直接用網(wǎng)線將兩個(gè)串口服務(wù)器設(shè)備連接，從而節(jié)省交換機(jī)設(shè)備，也可以接入原有局域網(wǎng)內(nèi)，通過(guò)交換機(jī)或者路由器連接而減少布線。
對(duì)于距離特別遠(yuǎn)(大于以太網(wǎng)的100米限制)的，可以使用光纖收發(fā)器轉(zhuǎn)接延長(zhǎng)距離。
使用TCP模式設(shè)置：
A模塊工作在TCP Server模式，B模塊工作在TCP Client模式
B模塊的目標(biāo)IP和端口號(hào)和A模塊對(duì)應(yīng)，為了方便，可以將四個(gè)端口號(hào)均設(shè)置為一致
A和B兩個(gè)模塊的IP在同一個(gè)網(wǎng)段，互相設(shè)置為默認(rèn)網(wǎng)關(guān)，在局域網(wǎng)內(nèi)使用時(shí)可以不與現(xiàn)有的電腦所在的網(wǎng)段相同，而不占用局域網(wǎng)內(nèi)的IP地址。
如下兩個(gè)圖所示：
使用UDP方式時(shí)設(shè)置方式和TCP方式類似，只是A和B的工作模式均選擇UDP即可。
三、多串口通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互通（替代RS485和CAN總線）
此應(yīng)用為我公司產(chǎn)品的一個(gè)特色功能。
應(yīng)用環(huán)境：
網(wǎng)絡(luò)內(nèi)有較多串口設(shè)備需要互相通訊時(shí)可使用此方法，原采用RS485或者CAN通訊的系統(tǒng)可以采用此方式替代，提高速度(半雙工提高為全雙工，且通訊速率可以大幅提高)以及穩(wěn)定性和抗干擾性能，特別是抗雷擊方面效果顯著(有客戶已經(jīng)有成功經(jīng)驗(yàn))。
實(shí)現(xiàn)的效果：全雙工高速通訊，任意一個(gè)串口設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，其他所有設(shè)備都能收到。用戶應(yīng)該在應(yīng)用層中定義設(shè)備ID，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)帶ID發(fā)送，以實(shí)現(xiàn)只有對(duì)應(yīng)設(shè)備動(dòng)作。
連接示意圖如下：
注意：此應(yīng)用只能在同一個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行，不能跨網(wǎng)關(guān)，可以只用交換機(jī)連接，不需要路由器，最少可以只使用2個(gè)設(shè)備通過(guò)網(wǎng)線互聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)第二章中的串口延長(zhǎng)效果。
設(shè)置說(shuō)明：
模塊工作在UPD模式
目標(biāo)IP設(shè)置為255.255.255.255，即廣播地址
各模塊擁有獨(dú)立的IP地址，默認(rèn)網(wǎng)關(guān)設(shè)置除模塊自身外，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存在的IP。
所有模塊的本地端口號(hào)和目標(biāo)端口號(hào)完全一致。
備-20241218163843.jpg)
品-20241216191417.jpg)
邊導(dǎo)航小人(4)-20241213094735.png)
