伴隨以太網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展，及其在工控領(lǐng)域的應(yīng)用，越來(lái)越多的產(chǎn)品會(huì)提供以太網(wǎng)接口;但在一定時(shí)間內(nèi)，只提供串口通訊的設(shè)備仍將存在。因此，要通過(guò)以太網(wǎng)集成串口設(shè)備，使用串口服務(wù)器是不錯(cuò)的選擇。
串口服務(wù)器解決的是RS232/485/422串口到網(wǎng)口的轉(zhuǎn)化，那么轉(zhuǎn)化為網(wǎng)口之后，用戶(hù)軟件如何和轉(zhuǎn)換器通信呢。串口服務(wù)器提供軟件方案大致有4種：虛擬串口、Socket編程、使用DLL庫(kù)、Modbus TCP。
虛擬串口：即用戶(hù)在使用TCP/IP 串口服務(wù)器后，無(wú)需修改原有的軟件(串口設(shè)備應(yīng)該有一個(gè)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的與設(shè)備通信的軟件)，使用PUSR的串口服務(wù)器軟件程序可以虛擬出類(lèi)似COM4、COM5等的虛擬串口，然后通過(guò)軟件將COM4、COM5和制定的串口服務(wù)器綁定。之后，用戶(hù)軟件打開(kāi)COM4、COM5，就同原來(lái)打開(kāi)COM1等硬件串口一樣使用了。使用虛擬串口對(duì)于已有串口軟件的用戶(hù)是可以考慮的，但是對(duì)于還未設(shè)計(jì)軟件的用戶(hù)，建議使用Socket編程，因?yàn)镾ocket編程比虛擬串口的效率更高，也無(wú)需安裝驅(qū)動(dòng)。
Socket編程：就是利用Windows/Linux等操作系統(tǒng)上的開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)網(wǎng)絡(luò)程序，直接和TCP/IP轉(zhuǎn)換器通信。協(xié)議是透明傳輸，即網(wǎng)絡(luò)發(fā)送什么串口就收到什么，反之亦然。用戶(hù)可以選擇VC、VB、Delphi、C#等開(kāi)發(fā)環(huán)境提供的Socket編程，例如向處于服務(wù)器模式的串口服務(wù)器連接就是調(diào)用Connect函數(shù)，參數(shù)就是串口服務(wù)器的IP和端口。
使用DLL庫(kù)：DLL是使用Socket編程封裝，對(duì)串口服務(wù)器基本操作的動(dòng)態(tài)連接庫(kù)。用戶(hù)可以使用DLL庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)串口服務(wù)器的搜索、參數(shù)設(shè)置、通信功能。與Socket編程相比，DLL庫(kù)的功能更為強(qiáng)大，也更方便調(diào)用。但是對(duì)于熟悉網(wǎng)絡(luò)編程的用戶(hù)來(lái)說(shuō)，用戶(hù)還是希望自己用Socket編程設(shè)計(jì)程序，也不想自己的軟件帶一大堆DLL。
Modbus TCP：就是用戶(hù)軟件使用標(biāo)準(zhǔn)的Modbus TCP協(xié)議，串口轉(zhuǎn)TCP/IP可以直接將網(wǎng)口的Modbus TCP數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化為Modbus RTU數(shù)據(jù)流，在串口服務(wù)器的串口端可以以Modbus RTU方式和用戶(hù)的串口設(shè)備通信。串口服務(wù)器可以作為Modbus網(wǎng)關(guān)使用，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)Modbus TCP軟件訪問(wèn)標(biāo)準(zhǔn)的Modubus RTU設(shè)備。
串口服務(wù)器是用來(lái)將TCP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包或UDP數(shù)據(jù)，與1路RS232和1路RS485接口數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)透明傳輸?shù)脑O(shè)備。功耗低、搭載ARM處理器，速度快。模塊內(nèi)部集成TCP/IP協(xié)議?？梢暂p松完成嵌入式設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)功能。集成10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口。串口通信最高波特率高1024Kbps，具有TCP Server、TCP Client、UDP、Httpd Client等工作模式產(chǎn)品已經(jīng)經(jīng)過(guò)嚴(yán)格考驗(yàn)，在銀行、公路、大型公司網(wǎng)絡(luò)、有攝像頭的繁忙網(wǎng)絡(luò)以及通過(guò)光纖轉(zhuǎn)以太網(wǎng)等組建的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境均有成功應(yīng)用。
以太網(wǎng)和串行通信有什么區(qū)別?
1、以太網(wǎng)設(shè)備的配置更加靈活方便
多個(gè)RS232串口設(shè)備與計(jì)算機(jī)通信一般都是在計(jì)算機(jī)PCI插槽上通過(guò)多串口卡或者通過(guò)USB串口連接USB轉(zhuǎn)串口集線器來(lái)實(shí)現(xiàn)RS232串口的擴(kuò)展，每個(gè)計(jì)算機(jī)的PCI插槽或者USB接口都是有一定的數(shù)量限制，從而使得與計(jì)算機(jī)通信的RS232串口設(shè)備的數(shù)量受到相應(yīng)的限制。而RS485總線雖然布線簡(jiǎn)單，負(fù)載設(shè)備多，通信距離可以達(dá)到1200米，但是其布線必須采用手牽手菊花鏈拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在RS485總線上增加設(shè)備需要將線路布設(shè)過(guò)去或者通過(guò)增加485中繼器或者485集線器來(lái)解決布線問(wèn)題，而以太網(wǎng)則不同，只要是有網(wǎng)絡(luò)信息口的地方，就可以直接將相關(guān)的以太網(wǎng)設(shè)備連線接入以太網(wǎng)，而且接入設(shè)備的數(shù)量基本上是沒(méi)有限制的。
2、支持熱插拔工作
能夠在系統(tǒng)工作的時(shí)候配置相關(guān)設(shè)備，無(wú)需停止系統(tǒng)工作。比如計(jì)算機(jī)需要增加多串口卡以擴(kuò)充RS232串口數(shù)量的時(shí)候，需要將計(jì)算機(jī)停機(jī)并打開(kāi)機(jī)箱才可以增加多串口卡，同樣的道理，在RS485總線上添加相應(yīng)的485設(shè)備的時(shí)候，也是需要將線路中斷才可以增加相應(yīng)的設(shè)備，而在以太網(wǎng)上增加相應(yīng)的以太網(wǎng)設(shè)備，只需要在附近的信息口上接上網(wǎng)線就可以，再通過(guò)計(jì)算機(jī)上的相關(guān)軟件進(jìn)行配置就可以正常工作。
3、簡(jiǎn)單易用，后期的維護(hù)方便簡(jiǎn)捷
不管是RS232設(shè)備還是RS485總線通信一般都是只與單臺(tái)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，很難形成雙服務(wù)器冗余熱備份系統(tǒng)，而在以太網(wǎng)上可以非常容易的配置雙服務(wù)器冗余熱備份系統(tǒng)。同樣的道理，基于RS232串口通信或基于RS485總線通信，不能形成冗余鏈路，一旦出現(xiàn)問(wèn)題就可能整個(gè)系統(tǒng)崩潰，特別是RS485總線，在RS485總線上出現(xiàn)問(wèn)題(比如短路)，很容易導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)不能使用，而且在RS485總線上查找故障點(diǎn)非常困難，需要一個(gè)一個(gè)的去排查。而基于工業(yè)以太網(wǎng)作為通信手段則可以避免類(lèi)似問(wèn)題，采用工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)布設(shè)環(huán)形冗余鏈路的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，一旦某個(gè)鏈路出現(xiàn)問(wèn)題，可以在20ms之內(nèi)自愈恢復(fù)并及時(shí)告警提示維護(hù)。
4、高擴(kuò)展性和高擴(kuò)充性，非常適應(yīng)彈性布線
以太網(wǎng)設(shè)備使用熱插拔工作以及配置靈活方便，采用以太網(wǎng)作為通信手段可以沒(méi)有距離上和數(shù)量上的限制，RS485總線通信距離為1200米，可以通過(guò)增加485中繼器或者通過(guò)光纖modem轉(zhuǎn)換為光信號(hào)通過(guò)光纖傳輸從而達(dá)到延長(zhǎng)通信距離的作用，但是傳輸距離總是有一定的限制，而通過(guò)以太網(wǎng)可以連接至互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)可以在世界任何一個(gè)有網(wǎng)絡(luò)連接的地方進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，同樣的，RS485總線長(zhǎng)距離通信的最大速率為110Kbps，而現(xiàn)在快速以太網(wǎng)(100M)已經(jīng)基本普及，千兆以太網(wǎng)則正在逐步進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域，所以以太網(wǎng)的通信容量以及在以太網(wǎng)上通信的設(shè)備數(shù)量基本上沒(méi)有任何限制。
通過(guò)以太網(wǎng)通信實(shí)現(xiàn)真正的“管控一體化”，隨著工業(yè)控制自動(dòng)化程度以及辦公系統(tǒng)自動(dòng)化程度的加深，現(xiàn)在提出了工業(yè)控制領(lǐng)域“管控一體化”的目標(biāo)，也就是說(shuō)工業(yè)控制系統(tǒng)與辦公自動(dòng)化系統(tǒng)能夠緊密結(jié)合，信息互通有無(wú)實(shí)現(xiàn)無(wú)縫對(duì)接。由于現(xiàn)在辦公系統(tǒng)都是基于以太網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，所有的軟件都是基于以太網(wǎng)運(yùn)行，與以太網(wǎng)設(shè)備通信無(wú)需作任何修改，可以直接與之通信，能夠快速的將工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)中的以太網(wǎng)設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)整合進(jìn)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)。
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