一、引言

　　串口通信作為近距離的傳輸，應(yīng)用十分廣泛，而其本身具有傳輸數(shù)率小，傳輸距離近的缺點，大大的限制了整個通信事業(yè)的發(fā)展；而以太網(wǎng)具有傳輸速度快，距離遠(yuǎn)的優(yōu)點，得到十分廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)已經(jīng)成為IT產(chǎn)業(yè)的主要通訊骨干。綜合串口通信的缺點和以太網(wǎng)的優(yōu)點，我們設(shè)計了這種組網(wǎng)方式來解決串口通訊傳輸距離近的弊端。

　　二、方案設(shè)計

　　1、設(shè)備選型

　　臺灣四零四科技的NOPORT串口服務(wù)器具備2、4、8或16個RS-232串口以及一個以太網(wǎng)的10Base2/T接口，串口服務(wù)器主機可利用TCP/IP網(wǎng)絡(luò)控制大量、分散各地的串口設(shè)備，如監(jiān)控終端，調(diào)制解調(diào)器，測量儀器，POS或其他工業(yè)設(shè)備等；同時，設(shè)備具有多種型號，可以根據(jù)需要選取，靈活組網(wǎng)。

　　NOport服務(wù)器利用特殊設(shè)計的WindowsNTCOMport重新導(dǎo)向（Redirect）的驅(qū)動程序，使網(wǎng)絡(luò)上的WindowsNT主機能夠辨認(rèn)并自由的存取NOPORT服務(wù)器上的RS-232串口。

　　獨立式的NOPORT串口服務(wù)器取代了傳統(tǒng)插卡式的多串口控制方案。將原本多串口卡的工作獨立于以太網(wǎng)上運行，讓主機的資源規(guī)劃更為效率，同時也提供了更加簡易的多串口控制方案。

　　在系統(tǒng)擴(kuò)充時，只要將NOPORT串口服務(wù)器連接在網(wǎng)絡(luò)上，系統(tǒng)不需停機，也不用拆下機殼，更不用煩惱硬件沖突的問題。串口設(shè)備藉由NOPORT串口服務(wù)器可以分布在任何地方，并透過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)連接到網(wǎng)絡(luò)上的WindowsNT主機，同時每臺WindowsNT主機可以控制高達(dá)256個串口為您不斷成長的企業(yè)奠定穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

　　保證921.6Kbps無以匹敵的超高速度的傳輸性能和方便省力的維護(hù)方案。對NOPORT串口服務(wù)器而言，無論是增加或替換NOPORT串口服務(wù)器都不需要停止主機的運作，也無需拆卸主機機殼。

　　2、組網(wǎng)方案

　　組網(wǎng)方案如下表。

　　組網(wǎng)方案說明：監(jiān)控主機分布在網(wǎng)絡(luò)存在的任何地方，不限于設(shè)備機房，眾多的監(jiān)控主機通過網(wǎng)絡(luò)集線器連接到多業(yè)務(wù)交換機（可用來傳輸數(shù)據(jù)，語音，圖像），通過多業(yè)務(wù)交換機將數(shù)據(jù)傳送到網(wǎng)絡(luò)傳輸通道上，這些網(wǎng)絡(luò)傳輸通道包括微波，以太網(wǎng)，光纖，可以根據(jù)具體的情況選擇。然后通過對端的多業(yè)務(wù)交換機將傳輸通道上的數(shù)據(jù)解下來，送到對端網(wǎng)絡(luò)集線器，根據(jù)主機需求，選擇某一串口服務(wù)器，選擇某一串口，從而對設(shè)備運行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視控制。設(shè)備配置：在同一個網(wǎng)絡(luò)上，串口通訊端口號是由監(jiān)控主機在驅(qū)動程序的作用下統(tǒng)一配置分配的，最大串口號可以達(dá)到255，監(jiān)控主機的IP地址和服務(wù)器的IP地址設(shè)在同一網(wǎng)段，將子網(wǎng)掩碼及網(wǎng)關(guān)設(shè)置相同。

　　3、串口部分通訊速率保證

　　限于通訊距離、抗干擾能力及軟件數(shù)據(jù)流控等因素，原來主控單元和各間隔設(shè)備間采用RS-232/485通訊時，通訊波特率一般為9600bps，有時采用19200bps或38400bps，保證穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸時，傳輸距離很近；采用串口通訊和以太網(wǎng)組合技術(shù)后，以太網(wǎng)部分的通訊速率可達(dá)10M/100M，串口部分由于通訊距離大大縮短，采用高速率通訊已經(jīng)有了技術(shù)保證，而且從實際試驗及運行效果看，將此部分通訊波特率提高至38400bps是可行的。

　　三、網(wǎng)絡(luò)運行

　　1、設(shè)備運行環(huán)境保證

　　設(shè)備在惡劣環(huán)境下的運行可靠性是用戶最關(guān)心的問題，如何使以太網(wǎng)產(chǎn)品能像工控機，間隔保護(hù)、測控單元及PLC一樣可以長期可靠運行在惡劣現(xiàn)場條件下是需要解決的主要問題。

　　可以在較寬溫度條件下可靠工作，一般為-5℃~+55℃，特殊要求為-40℃~+80℃；具有適合工業(yè)安裝的方法，如DIN標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)軌安裝，堅固的防震、防腐蝕、防濕、防爆等措施；能長期、可靠、不間斷地使用，最好能達(dá)到10~20年；使用高可靠的機械、電氣結(jié)構(gòu)，防止縮短設(shè)備壽命的環(huán)境問題，使用冗余措施增加系統(tǒng)的可靠性，如冗余的電源輸入。

　　2、網(wǎng)絡(luò)運行過程

　　監(jiān)控主機將數(shù)據(jù)進(jìn)行打包發(fā)送到互連網(wǎng)上，根據(jù)TCP/IP數(shù)據(jù)包的包頭數(shù)據(jù)尋找以太網(wǎng)上的NPORT串口服務(wù)器的串口通訊端口號，待尋找到需要的串行通訊端口號時，NOPORT串口服務(wù)器將數(shù)據(jù)進(jìn)行解包還原給被監(jiān)控的設(shè)備，讓被監(jiān)控設(shè)備按照監(jiān)控主機發(fā)送的指令進(jìn)行工作，采集數(shù)據(jù)。監(jiān)控設(shè)備收到采集數(shù)據(jù)指令后，開始工作，將其運行數(shù)據(jù)通過串行通訊端口傳送給NOPORT串口服務(wù)器，NOPORT串行服務(wù)器將接收到的設(shè)備運行數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝，格式轉(zhuǎn)化，將收到的數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)化成TCP/IP協(xié)議格式的數(shù)據(jù)流，根據(jù)監(jiān)控主機的IP地址，在以太網(wǎng)上進(jìn)行搜尋，一旦找到請求監(jiān)控主機，就將封裝好的IP數(shù)據(jù)流傳送給監(jiān)控主機處理，完成一次監(jiān)控活動。

　　四、結(jié)束語

　　采用這種組網(wǎng)方式，利用TCP/IP傳輸協(xié)議，使被控設(shè)備與監(jiān)控主機之間有一個可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，保證了被控設(shè)備與監(jiān)控主機間的通訊報文不會丟失，也不會重復(fù)，在任何存在以太網(wǎng)的地方，都可以放置監(jiān)控主機，消除了只能將監(jiān)控主機存放在設(shè)備機房的限制，使得監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得簡單，集中監(jiān)控更加容易，傳輸距離更加遙遠(yuǎn)，為淮河防汛通信系統(tǒng)的自動化控制進(jìn)程發(fā)揮了重要作用。