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本文檔PDF版本下載：應(yīng)用筆記二：利用串口服務(wù)器延長串口

文檔編號：USR002
文件版本：V1.0
修改日期：2011-11-15

前沿：

根據(jù)RS232標(biāo)準的規(guī)范，RS232的通訊距離為最遠15米，并且線材不好的情況下，15米也達不到，RS485距離遠，但是只能用于慢速半雙工，且穩(wěn)定性不佳，濟南有人科技有限公司設(shè)計生產(chǎn)的串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)系列產(chǎn)品，可以借助網(wǎng)絡(luò)將串口通訊延長至需要的距離甚至無限遠，同時保證速度和穩(wěn)定性，本文針對幾種不同的應(yīng)用場景給予簡單說明。

本文檔適用 USR-TCP232-XX 系列產(chǎn)品。

版權(quán)歸濟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現(xiàn)有串口設(shè)備進行升級改造最常使用的方法，此工作方式適用于串口通訊對實時性要求不太高且計算機需要管理的設(shè)備不多(低于32個)時使用。

售飯機，考勤機，PLC，地磅儀表等可以用此法聯(lián)網(wǎng)。

做好對應(yīng)設(shè)置后，計算機和原串口設(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：虛擬串口工作時建議使用此模式，模塊上電后主動和服務(wù)器(計算機)建立連接，有數(shù)據(jù)時傳輸?shù)椒?wù)器，借助TCP協(xié)議層的重傳和校驗機制，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，管理端計算機IP地址不確定時，使用此模式。

設(shè)置說明：

設(shè)置說明界面基于我公司提供的設(shè)置軟件，詳情請參考對應(yīng)產(chǎn)品使用手冊。

模塊工作模式 根據(jù)實際情況選擇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)給模塊分配一個局域網(wǎng)IP地址如這里的192.168.0.7，子網(wǎng)掩碼保持默認255.255.255.0，

默認網(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模式時需要將默認網(wǎng)關(guān)設(shè)置為目標(biāo)計算機的IP，如這里192.168.0.201，

工作時串口波特率 根據(jù)你的串口設(shè)備的波特率進行設(shè)置默認115200，

模塊自身端口 任意，這里默認20108，范圍是1～65535，

連接目標(biāo)IP 為計算機的固定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，這里默認8234，范圍1～65535，服務(wù)器端工作的應(yīng)用程序就需要監(jiān)聽這個端口。

注：模塊所在局域網(wǎng)的IP分配情況和默認網(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，無論是自動獲取的IP還是手動分配的IP都能看到，雙擊右下角的電腦小圖標(biāo)即可打開。

當(dāng)模塊工作在TCP Client模式下時，計算機端虛擬串口的設(shè)置：

模塊使用TCP Server時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（串口設(shè)備連串口設(shè)備）

應(yīng)用環(huán)境：

相隔距離較遠的兩個串口設(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)，只需要做對應(yīng)設(shè)置即可，這里以局域網(wǎng)內(nèi)工作為例說明。

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TCP Client模式，數(shù)據(jù)量特別大時建議用UDP模式，對數(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)線將兩個串口服務(wù)器設(shè)備連接，從而節(jié)省交換機設(shè)備，也可以接入原有局域網(wǎng)內(nèi)，通過交換機或者路由器連接而減少布線。

對于距離特別遠(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和端口號和A模塊對應(yīng)，為了方便，可以將四個端口號均設(shè)置為一致

A和B兩個模塊的IP在同一個網(wǎng)段，互相設(shè)置為默認網(wǎng)關(guān)，在局域網(wǎng)內(nèi)使用時可以不與現(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。

如下兩個圖所示：

使用UDP方式時設(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)。

實現(xiàn)的效果：全雙工高速通訊，任意一個串口設(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)時帶ID發(fā)送，以實現(xiàn)只有對應(yīng)設(shè)備動作。

連接示意圖如下：

注意：此應(yīng)用只能在同一個局域網(wǎng)內(nèi)進行，不能跨網(wǎng)關(guān)，可以只用交換機連接，不需要路由器，最少可以只使用2個設(shè)備通過網(wǎng)線互聯(lián)，從而實現(xiàn)第二章中的串口延長效果。

設(shè)置說明：

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

各模塊擁有獨立的IP地址，默認網(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和目標(biāo)端口號完全一致。