Как преобразовать сигнал последовательного порта в сигнал Ethernet?

Будучи самым ранним средством связи между электронными устройствами, последовательные порты широко используются в промышленности. Сегодня доля оборудования с шиной последовательного порта в промышленной сфере по-прежнему очень высока. С быстрым развитием науки и техники объем данных информационной связи увеличился, и недостатки расстояния последовательной связи и медленной скорости передачи постепенно стали заметны. Поэтому оборудование, преобразующее сигналы последовательного порта в сигналы Ethernet, появилось в соответствии с требованиями времени.

Сервер последовательного порта - это преобразователь интерфейса связи, который завершает преобразование данных между последовательным портом и сетью TCP/IP. Он обеспечивает двустороннюю прозрачную передачу данных между последовательным портом и Ethernet. Он также обеспечивает функцию подключения последовательного порта к сети, позволяя устройству с последовательным портом немедленно подключаться к сети.

Последовательный порт Ethernet это не простое преобразование между физическим уровнем и канальным уровнем. Поскольку сам протокол последовательного порта не имеет сетевого и транспортного уровней, последовательный порт в Ethernet фактически использует данные последовательного порта как данные прикладного уровня TCP/IP и использует TCP/IP для их инкапсуляции и передачи. Данные прикладного уровня TCP/IP - это действительно эффективные данные, которые TCP/IP хочет передать. Например, то, что пользователь получает и отправляет через функции recv() и send() сокета, на самом деле является данными прикладного уровня. Таким образом, пользователи, преобразующие последовательный порт в TCP/IP, могут использовать функции recv() и send() для отправки и получения данных последовательного порта.

Но TCP/IP - это не просто recv() и send(). В зависимости от режима работы, он связан с подключением, отключением, мониторингом и т.д. Это та часть, которую необходимо добавить после переноса последовательного порта в сетевой. Режимы работы TCP IP можно разделить на: Режим TCP-сервера (TCP Server), Режим TCP-клиента (TCP Client) и Режим UDP.

Режим TCP: Режим TCP использует надежный механизм передачи данных, поэтому он может гарантировать, что данные в основном не содержат битовых ошибок и потерь. В TCP-коммуникации должно быть два конца связи, один из которых является TCP-клиентом, а другой - TCP-сервером.

Режим UDP: Режим UDP основан на режиме отсутствия соединения. Пока есть данные для отправки, они могут быть отправлены без предварительного соединения. Таким образом, этот режим ближе к методу связи через последовательный порт. Однако протокол UDP не может гарантировать, что данные не будут потеряны, и подвержен битовым ошибкам.

Каковы определения понятий serial to Ethernet и serial to TCP/IP?

Вообще говоря, последовательный порт - это UART, который фактически определяет только спецификации канального уровня, то есть стартовый бит, бит данных и стоповый бит. Однако различные физические уровни делятся на: TTL-последовательный порт, RS232-последовательный порт, RS485-последовательный порт и т.д.

Последовательный порт TTL: Это последовательный порт для обмена данными между микросхемами MCU. Он представляет собой 1 с напряжением 5 В (или 3,3 В) и 0 с напряжением GND.

Последовательный порт RS232: Это последовательный порт, который обеспечивает связь между устройствами. В основном он изменяет напряжение сигнала с 0~5 В до ±15 В (на самом деле обычно ±12 В). Увеличение напряжения увеличивает расстояние и надежность передачи данных.

Последовательный порт RS485: Это последовательный порт, который обеспечивает связь на большие расстояния и может передавать данные на тысячи метров. Его главная особенность заключается в замене сигнала общего режима RS232 (напряжение между сигнальной линией и GND) на сигнал дифференциального режима (напряжение между линиями A и B), что позволяет противостоять помехам общего режима и обеспечивать передачу данных на большие расстояния. .

Если разделить их в соответствии с 7-уровневой моделью ISO (физический уровень, канальный уровень, сетевой уровень, транспортный уровень, сеансовый уровень, презентационный уровень, прикладной уровень), то последовательный порт фактически включает только физический уровень и канальный уровень. Протокол TCP/IP должен относиться к сетевому и транспортному уровню. Поэтому преобразование последовательного порта в TCP/IP не является точным. Ethernet относится к физическому уровню и канальному уровню, поэтому преобразование последовательного порта в Ethernet будет более точным.