一、引言

串口通信作为近距离的传输， 应用十分广泛， 而其本身具有传输数率小，传输距离近的缺点， 大大的限制了整个通信事业的发展； 而以太网具有传输速度快， 距离远的优点， 得到十分广泛的应用， 现已经成为IT 产业的主要通讯骨干。综合串口通信的缺点和以太网的优点， 我们设计了这种组网方式来解决串口通讯传输距离近的弊端。

二、方案设计

1、设备选型

台湾四零四科技的NOPOR T 串口服务器具备2、4、8 或16 个R S-232 串口以及一个以太网的10Base2/T 接口，串口服务器主机可利用TCP/IP 网络控制大量、分散各地的串口设备， 如监控终端， 调制解调器，测量仪器， PO S 或其他工业设备等； 同时， 设备具有多种型号， 可以根据需要选取， 灵活组网。

NOport服务器利用特殊设计的W indows N T CO M port重新导向（ R edirect）的驱动程序， 使网络上的W indowsN T 主机能够辨认并自由的存取NOPORT服务器上的R S-232 串口。

独立式的NOPORT串口服务器取代了传统插卡式的多串口控制方案。将原本多串口卡的工作独立于以太网上运行， 让主机的资源规划更为效率， 同时也提供了更加简易的多串口控制方案。

在系统扩充时， 只要将NOPORT串口服务器连接在网络上， 系统不需停机， 也不用拆下机壳， 更不用烦恼硬件冲突的问题。串口设备藉由NOPORT串口服务器可以分布在任何地方， 并透过TCP/IP 网络连接到网络上的W indowsN T 主机， 同时每台W indows N T主机可以控制高达256 个串口为您不断成长的企业奠定稳固的基础。

保证921.6K bps 无以匹敌的超高速度的传输性能和方便省力的维护方案。对NOPORT串口服务器而言，无论是增加或替换NOPORT串口服务器都不需要停止主机的运作， 也无需拆卸主机机壳。

2、组网方案

组网方案如下表。

组网方案说明： 监控主机分布在网络存在的任何地方， 不限于设备机房， 众多的监控主机通过网络集线器连接到多业务交换机（ 可用来传输数据， 语音， 图像） , 通过多业务交换机将数据传送到网络传输通道上， 这些网络传输通道包括微波， 以太网，光纤，可以根据具体的情况选择。然后通过对端的多业务交换机将传输通道上的数据解下来， 送到对端网络集线器， 根据主机需求， 选择某一串口服务器， 选择某一串口， 从而对设备运行数据进行监视控制。设备配置：在同一个网络上， 串口通讯端口号是由监控主机在驱动程序的作用下统一配置分配的，最大串口号可以达到255, 监控主机的IP 地址和服务器的IP 地址设在同一网段， 将子网掩码及网关设置相同。

3、串口部分通讯速率保证

限于通讯距离、抗干扰能力及软件数据流控等因素， 原来主控单元和各间隔设备间采用R S-232/485 通讯时， 通讯波特率一般为9600bps, 有时采用19200bps 或38400bps, 保证稳定的数据传输时， 传输距离很近； 采用串口通讯和以太网组合技术后， 以太网部分的通讯速率可达10M /100M, 串口部分由于通讯距离大大缩短， 采用高速率通讯已经有了技术保证， 而且从实际试验及运行效果看， 将此部分通讯波特率提高至38400bps 是可行的。

三、网络运行

1、设备运行环境保证。

设备在恶劣环境下的运行可靠性是用户最关心的问题， 如何使以太网产品能像工控机， 间隔保护、测控单元及PLC 一样可以长期可靠运行在恶劣现场条件下是需要解决的主要问题。

可以在较宽温度条件下可靠工作， 一般为-5℃~+55℃， 特殊要求为-40℃~+80℃； 具有适合工业安装的方法， 如D IN 标准导轨安装， 坚固的防震、防腐蚀、防湿、防爆等措施； 能长期、可靠、不间断地使用， 最好能达到10~20 年；使用高可靠的机械、电气结构， 防止缩短设备寿命的环境问题， 使用冗余措施增加系统的可靠性， 如冗余的电源输入。

2、网络运行过程

监控主机将数据进行打包发送到互连网上， 根据TCP/IP 数据包的包头数据寻找以太网上的NPORT 串口服务器的串口通讯端口号， 待寻找到需要的串行通讯端口号时， NOPOR T 串口服务器将数据进行解包还原给被监控的设备， 让被监控设备按照监控主机发送的指令进行工作， 采集数据。监控设备收到采集数据指令后， 开始工作， 将其运行数据通过串行通讯端口传送给NOPORT串口服务器，NOPORT串行服务器将接收到的设备运行数据进行封装， 格式转化， 将收到的数据流转化成TCP/IP 协议格式的数据流， 根据监控主机的IP 地址， 在以太网上进行搜寻， 一旦找到请求监控主机， 就将封装好的IP 数据流传送给监控主机处理， 完成一次监控活动。

四、结束语

采用这种组网方式， 利用TCP/IP传输协议， 使被控设备与监控主机之间有一个可靠的数据传输服务， 保证了被控设备与监控主机间的通讯报文不会丢失， 也不会重复， 在任何存在以太网的地方， 都可以放置监控主机， 消除了只能将监控主机存放在设备机房的限制， 使得监控系统结构变得简单，集中监控更加容易， 传输距离更加遥远， 为淮河防汛通信系统的自动化控制进程发挥了重要作用。