Come convertire il segnale della porta seriale in segnale Ethernet?

Essendo i primi mezzi di comunicazione tra dispositivi elettronici, le porte seriali sono ampiamente utilizzate in campo industriale. Oggi, le apparecchiature bus con porta seriale presenti nel settore industriale hanno ancora una quota molto elevata. Con il rapido sviluppo della scienza e della tecnologia, la quantità di dati di comunicazione delle informazioni è aumentata e le carenze della distanza di comunicazione seriale e della lentezza della velocità di trasmissione sono diventate gradualmente importanti. Pertanto, le apparecchiature che convertono i segnali delle porte seriali in segnali Ethernet sono emerse in funzione dei tempi.

Il server della porta seriale è un convertitore di interfaccia di comunicazione che completa la conversione dei dati tra la porta seriale e la rete TCP/IP. Fornisce una trasmissione dati trasparente bidirezionale tra la porta seriale ed Ethernet. Fornisce inoltre la funzione di porta seriale alla rete, consentendo al dispositivo della porta seriale di collegarsi immediatamente alla rete.

Da seriale a Ethernet non è una semplice conversione tra il livello fisico e il livello di collegamento dati. Poiché il protocollo della porta seriale non ha un livello di rete e un livello di trasporto, la porta seriale a Ethernet utilizza i dati della porta seriale come dati del livello applicativo TCP/IP e usa TCP/IP per incapsularli e trasmetterli. I dati del livello applicativo di TCP/IP sono i dati veramente efficaci che TCP/IP vuole trasmettere. Ad esempio, ciò che l'utente riceve e invia attraverso le funzioni recv() e send() del socket è in realtà un dato di livello applicativo. In questo modo, gli utenti che convertono la porta seriale in TCP/IP possono usare le funzioni recv() e send() per inviare e ricevere dati della porta seriale.

Ma il TCP/IP non è semplice come recv() e send(). A seconda della modalità di lavoro, è legato alla connessione, all'arresto, al monitoraggio e così via. Questa è la parte che deve essere aggiunta dopo il trasferimento della porta seriale alla porta di rete. Le modalità di lavoro di TCP IP possono essere suddivise in: modalità server TCP (TCP Server), modalità client TCP (TCP Client) e modalità UDP.

Modalità TCP: La modalità TCP adotta un meccanismo di trasmissione dati affidabile, in grado di garantire che i dati siano sostanzialmente privi di errori e perdite di bit. Nella comunicazione TCP, la comunicazione deve essere composta da due estremità, una delle quali è il client TCP e l'altra è il server TCP.

Modalità UDP: La modalità UDP si basa su una modalità di non connessione. Finché ci sono dati da inviare, questi possono essere inviati senza una precedente connessione. Questa modalità è quindi più vicina al metodo di comunicazione della porta seriale. Tuttavia, il protocollo UDP non può garantire che i dati non vengano persi ed è soggetto a errori di bit.

Quali sono le definizioni di serial to Ethernet e serial to TCP/IP?

In generale, la porta seriale è una UART, che in realtà definisce solo le specifiche del livello di collegamento dati, ovvero bit di avvio, bit di dati e bit di stop. Tuttavia, i diversi livelli fisici si dividono in: porta seriale TTL, porta seriale RS232, porta seriale RS485, ecc.

Porta seriale TTL: È una porta seriale per la comunicazione di dati tra i chip MCU. Rappresenta 1 con 5 V (o 3,3 V) e 0 con GND.

Porta seriale RS232: È una porta seriale che realizza la comunicazione tra dispositivi. Cambia principalmente la tensione del segnale da 0~5V a ±15V (in realtà è generalmente ±12V). L'aumento della tensione aumenta la distanza e l'affidabilità della trasmissione dei dati.

Porta seriale RS485: È una porta seriale che realizza una comunicazione a lunga distanza e può realizzare una trasmissione di dati su migliaia di metri. La sua caratteristica principale è quella di sostituire il segnale di modo comune RS232 (la tensione tra la linea del segnale e GND) con un segnale di modo differenziale (la tensione tra le linee A e B), in modo da resistere alle interferenze di modo comune e ottenere una trasmissione a distanza maggiore. .

Se suddivisa secondo il modello ISO a 7 livelli (livello fisico, livello di collegamento dati, livello di rete, livello di trasporto, livello di sessione, livello di presentazione, livello di applicazione), la porta seriale comprende in realtà solo il livello fisico e il livello di collegamento dati. Il protocollo TCP/IP dovrebbe appartenere al livello di rete e al livello di trasporto. Pertanto, la conversione della porta seriale in TCP/IP non è corretta. Ethernet appartiene al livello fisico e al livello di collegamento dati, quindi la conversione della porta seriale in Ethernet è più accurata.