2023-08-31
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伴随以太网的进一步发展，及其在工控领域的应用，越来越多的产品会提供以太网接口;但在一定时间内，只提供串口通讯的设备仍将存在。因此，要通过以太网集成串口设备，使用串口服务器是不错的选择。
串口服务器解决的是RS232/485/422串口到网口的转化，那么转化为网口之后，用户软件如何和转换器通信呢。串口服务器提供软件方案大致有4种：虚拟串口、Socket编程、使用DLL库、Modbus TCP。
虚拟串口：即用户在使用TCP/IP 串口服务器后，无需修改原有的软件(串口设备应该有一个在计算机上运行的与设备通信的软件)，使用PUSR的串口服务器软件程序可以虚拟出类似COM4、COM5等的虚拟串口，然后通过软件将COM4、COM5和制定的串口服务器绑定。之后，用户软件打开COM4、COM5，就同原来打开COM1等硬件串口一样使用了。使用虚拟串口对于已有串口软件的用户是可以考虑的，但是对于还未设计软件的用户，建议使用Socket编程，因为Socket编程比虚拟串口的效率更高，也无需安装驱动。
Socket编程：就是利用Windows/Linux等操作系统上的开发环境开发网络程序，直接和TCP/IP转换器通信。协议是透明传输，即网络发送什么串口就收到什么，反之亦然。用户可以选择VC、VB、Delphi、C#等开发环境提供的Socket编程，例如向处于服务器模式的串口服务器连接就是调用Connect函数，参数就是串口服务器的IP和端口。
使用DLL库：DLL是使用Socket编程封装，对串口服务器基本操作的动态连接库。用户可以使用DLL库实现对串口服务器的搜索、参数设置、通信功能。与Socket编程相比，DLL库的功能更为强大，也更方便调用。但是对于熟悉网络编程的用户来说，用户还是希望自己用Socket编程设计程序，也不想自己的软件带一大堆DLL。
Modbus TCP：就是用户软件使用标准的Modbus TCP协议，串口转TCP/IP可以直接将网口的Modbus TCP数据流转化为Modbus RTU数据流，在串口服务器的串口端可以以Modbus RTU方式和用户的串口设备通信。串口服务器可以作为Modbus网关使用，实现标准Modbus TCP软件访问标准的Modubus RTU设备。
串口服务器是用来将TCP网络数据包或UDP数据，与1路RS232和1路RS485接口数据实现透明传输的设备。功耗低、搭载ARM处理器，速度快。模块内部集成TCP/IP协议栈可以轻松完成嵌入式设备的网络功能。集成10/100M自适应以太网接口。串口通信最高波特率高1024Kbps，具有TCP Server、TCP Client、UDP、Httpd Client等工作模式产品已经经过严格考验，在银行、公路、大型公司网络、有摄像头的繁忙网络以及通过光纤转以太网等组建的复杂网络环境均有成功应用。
1、以太网设备的配置更加灵活方便
多个RS232串口设备与计算机通信一般都是在计算机PCI插槽上通过多串口卡或者通过USB串口连接USB转串口集线器来实现RS232串口的扩展，每个计算机的PCI插槽或者USB接口都是有一定的数量限制，从而使得与计算机通信的RS232串口设备的数量受到相应的限制。而RS485总线虽然布线简单，负载设备多，通信距离可以达到1200米，但是其布线必须采用手牵手菊花链拓扑结构，在RS485总线上增加设备需要将线路布设过去或者通过增加485中继器或者485集线器来解决布线问题，而以太网则不同，只要是有网络信息口的地方，就可以直接将相关的以太网设备连线接入以太网，而且接入设备的数量基本上是没有限制的。
2、支持热插拔工作
能够在系统工作的时候配置相关设备，无需停止系统工作。比如计算机需要增加多串口卡以扩充RS232串口数量的时候，需要将计算机停机并打开机箱才可以增加多串口卡，同样的道理，在RS485总线上添加相应的485设备的时候，也是需要将线路中断才可以增加相应的设备，而在以太网上增加相应的以太网设备，只需要在附近的信息口上接上网线就可以，再通过计算机上的相关软件进行配置就可以正常工作。
3、简单易用，后期的维护方便简捷
不管是RS232设备还是RS485总线通信一般都是只与单台计算机进行通信，很难形成双服务器冗余热备份系统，而在以太网上可以非常容易的配置双服务器冗余热备份系统。同样的道理，基于RS232串口通信或基于RS485总线通信，不能形成冗余链路，一旦出现问题就可能整个系统崩溃，特别是RS485总线，在RS485总线上出现问题(比如短路)，很容易导致整个系统不能使用，而且在RS485总线上查找故障点非常困难，需要一个一个的去排查。而基于工业以太网作为通信手段则可以避免类似问题，采用工业以太网交换机布设环形冗余链路的工业网络，一旦某个链路出现问题，可以在20ms之内自愈恢复并及时告警提示维护。
4、高扩展性和高扩充性，非常适应弹性布线
以太网设备使用热插拔工作以及配置灵活方便，采用以太网作为通信手段可以没有距离上和数量上的限制，RS485总线通信距离为1200米，可以通过增加485中继器或者通过光纤modem转换为光信号通过光纤传输从而达到延长通信距离的作用，但是传输距离总是有一定的限制，而通过以太网可以连接至互联网，通过互联网可以在世界任何一个有网络连接的地方进行数据交换，同样的，RS485总线长距离通信的最大速率为110Kbps，而现在快速以太网(100M)已经基本普及，千兆以太网则正在逐步进入工业控制领域，所以以太网的通信容量以及在以太网上通信的设备数量基本上没有任何限制。
通过以太网通信实现真正的“管控一体化”，随着工业控制自动化程度以及办公系统自动化程度的加深，现在提出了工业控制领域“管控一体化”的目标，也就是说工业控制系统与办公自动化系统能够紧密结合，信息互通有无实现无缝对接。由于现在办公系统都是基于以太网进行数据交换，所有的软件都是基于以太网运行，与以太网设备通信无需作任何修改，可以直接与之通信，能够快速的将工业控制网络中的以太网设备的相关数据整合进办公自动化系统。
