Comment convertir le signal du port série en signal Ethernet ?

En tant que premier moyen de communication entre les appareils électroniques, les ports série sont largement utilisés dans le domaine industriel. Aujourd'hui, l'équipement de bus de port série sur site dans le domaine industriel a toujours une part très importante. Avec le développement rapide de la science et de la technologie, la quantité de données de communication d'informations a augmenté, et les inconvénients de la distance de communication en série et de la lenteur de la vitesse de transmission sont devenus progressivement importants. C'est pourquoi les équipements qui convertissent les signaux des ports série en signaux Ethernet sont apparus au fur et à mesure des besoins.

Le serveur de port série est un convertisseur d'interface de communication qui effectue la conversion des données entre le port série et le réseau TCP/IP. Il assure une transmission de données transparente dans les deux sens entre le port série et Ethernet. Il assure également la fonction de port série vers le réseau, ce qui permet à l'appareil à port série de se connecter immédiatement au réseau.

Série vers Ethernet n'est pas une simple conversion entre la couche physique et la couche liaison de données. Étant donné que le protocole du port série ne dispose pas d'une couche réseau et d'une couche transport, le port série vers Ethernet utilise en fait les données du port série en tant que données de la couche application de TCP/IP et utilise TCP/IP pour les encapsuler et les transmettre. Les données de la couche application de TCP/IP sont les données réellement efficaces que TCP/IP veut transmettre. Par exemple, ce que l'utilisateur reçoit et envoie par l'intermédiaire des fonctions recv() et send() de la socket est en fait une donnée de la couche application. Ainsi, les utilisateurs qui convertissent le port série en TCP/IP peuvent utiliser les fonctions recv() et send() pour envoyer et recevoir des données du port série.

Mais TCP/IP n'est pas aussi simple que recv() et send(). Selon le mode de fonctionnement, il est lié à la connexion, à la fermeture, à la surveillance, etc. C'est la partie qui doit être ajoutée après le transfert du port série vers le port réseau. Les modes de fonctionnement de TCP IP peuvent être divisés en : le mode serveur TCP (serveur TCP), le mode client TCP (client TCP) et le mode UDP.

Mode TCP : Le mode TCP adopte un mécanisme de transmission de données fiable, de sorte qu'il peut garantir que les données sont fondamentalement exemptes d'erreurs et de pertes de bits. Dans la communication TCP, il doit y avoir deux extrémités de la communication, l'une étant le client TCP et l'autre le serveur TCP.

Mode UDP : Le mode UDP est basé sur un mode de non-connexion. Tant qu'il y a des données à envoyer, elles peuvent être envoyées sans connexion préalable. Ce mode est donc plus proche de la méthode de communication par port série. Cependant, le protocole UDP ne peut pas garantir que les données ne seront pas perdues et est sujet à des erreurs de bits.

Quelles sont les définitions de "serial to Ethernet" et "serial to TCP/IP" ?

D'une manière générale, le port série est un UART, qui ne définit en fait que les spécifications de la couche de liaison de données, c'est-à-dire le bit de départ, le bit de données et le bit d'arrêt. Cependant, les différentes couches physiques sont divisées en : port série TTL, port série RS232, port série RS485, etc.

Port série TTL : Il s'agit d'un port série pour la communication de données entre les puces MCU. Il représente 1 avec 5V (ou 3.3V) et 0 avec GND.

Port série RS232 : Il s'agit d'un port série qui assure la communication entre les appareils. Il modifie principalement la tension du signal de 0~5V à ±15V (en réalité, elle est généralement de ±12V). L'augmentation de la tension accroît la distance et la fiabilité de la transmission des données.

Port série RS485 : Il s'agit d'un port série qui réalise des communications à longue distance et peut transmettre des données sur des milliers de mètres. Sa principale caractéristique est de remplacer le signal RS232 en mode commun (la tension entre la ligne de signal et GND) par un signal en mode différentiel (la tension entre les lignes A et B), de sorte qu'il peut résister aux interférences en mode commun et réaliser une transmission sur une plus longue distance. .

Si on le divise selon le modèle à 7 couches de l'ISO (couche physique, couche liaison de données, couche réseau, couche transport, couche session, couche présentation, couche application), le port série ne comprend en fait que la couche physique et la couche liaison de données. Le protocole TCP/IP devrait appartenir à la couche réseau et à la couche transport. Il n'est donc pas exact de convertir le port série en TCP/IP. Ethernet appartient à la couche physique et à la couche de liaison de données, de sorte que la conversion du port série en Ethernet est plus exacte.