串口共享服务器简介及方案.ppt

串口通讯领域的创新 串口共享服务器 支持多主机访问 轻松实现多主机同时数据采集和操控 支持互联网云计算 可作为云端设备 主动连接固定IP 动态IP 固定域名方式的中心服务器 通过虚拟串口支持现有系统直接升级 支持ModbusRTU TCP转换 透明兼容ModbusTCP主机 全面兼容各类组态软件 提供完整的RS232 RS485 隔离 非隔离产品线 局域网互联网TCP IP 串口共享服务器多主机访问 查询式串口设备或总线 串口共享服务器 主机D 主机C 主机B 主机A 采用时分技术 主机A D可同时访问一台串口设备或总线 支持多主机同时采集数据和操控适用于查询式系统 又称轮询 应答式系统 典型的如Modbus系统提供虚拟串口软件 实现现有系统无缝升级 支持ModbusRTU TCP转换和透明式TCP IP直连 全面兼容各类组态软件此图为4主机方案 最多可提供16主机访问产品 串口共享服务器特点及优势 串口共享技术采用时分技术 将一台串口设备或一条串口总线共享给多台网络主机同时访问 这些主机可以是多台电脑 支持网络的嵌入式系统或其他配对使用的串口服务器 提供多种接口 传统系统立即升级 保护前期投资 支持虚拟串口 透明TCP IP直连和ModbusRTU TCP双向转换三种工作模式 您无需修改软硬件即可使用串口共享技术 并且与各类组态软件实现全透明兼容 为互联网云计算和物联网优化串口共享服务器作为一个Client模式的云端设备 可以放在任何需要接入互联网的场合工作 如ADSL线路等 在Client工作模式下 一个串口可以主动连接多台主机用于实现多台主机访问 这些主机可是不同的公网IP 也可以是动态IP和固定域名 如果IP发生变化 串口共享服务器可以通过域名解析出最新IP 并重新建立TCP IP连接 具备强大的网络故障检测 自动重连机制 由成熟技术的沉淀而来整合我公司多年研发的串口服务器技术 提供单口 双口 8口串口共享服务器产品 并提供RS232 RS485或RS232 RS485的隔离与非隔离型号 串口共享服务器应用 多机热备运行由于串口的独占访问特性 导致传统系统无法实现双机热备 这意味着如果主机发生故障 整个系统面临瘫痪风险 在采用了串口共享服务器以后 多台电脑可以同时运行完全相同的采集软件 而且不影响软件操控 如果一台电脑瘫痪 其他台电脑不受任何影响可以继续工作 成倍提高系统可靠性 由于采用了虚拟串口技术 用户无需修改任何软件硬件即可使用此功能 适用于查询式系统 典型的 如采用Modbus通讯协议的通讯系统 多机数据同传同样由于串口的独占访问特性决定了传统系统中只能有一台主机 无法实现数据共享 串口共享服务器可以同时支持多台主机访问一台串口设备 在一个典型的查询式系统中 可以实现A主机用于现场显示 B主机用于中心显示 C主机采集数据到数据库并用网页呈现 所有数据均来自一台串口设备 支持虚拟串口 透明TCP IP直连和ModbusRTU TCP双向转换 为用户提供多种通讯方式 互联网云计算在互联网环境下 串口共享服务器通常工作在Client模式 相当于一个云端设备 会主动向指定的IP或域名发起连接 同上述情况一样 设备会为一个串口尝试建立多条TCP IP 分别连接不同的服务器 这些服务器可以同时访问一个串口设备 服务器运行的软件通常为虚拟串口软件或用户自开发的Server端 在使用虚拟串口软件时 用户直接运行现有软件即可通过互联网采集数据 如果用户自行开发Server端 可以实现互联网数据采集 实时Web数据呈现等各种互联网特性 局域网TCP IP 方案简介 1 串口共享服务器采用时分控制技术 可以允许多台主机同时访问一台RS232串口设备或一条RS485通讯总线 2 完全支持查询式访问 又称轮询 应答式系统 典型的如Modbus通讯协议 4 默认设置下 每个串口支持2台电脑访问 如串口1在TCP IP的6020 6021端口可以同时访问 串口2在TCP IP的6022 6023端口 以此类推 提供最大8端口16主机的串口共享服务器产品 3 串口共享服务器最大支持2倍于串口数量的主机访问 用户可以指定任意一个串口共享到允许范围内的任意数量的主机 5 提供虚拟串口 TCP IP直连和ModbusRTU转ModbusTCP三种通讯接口形式 无需修改现有软件和硬件即可实现此方案 6 在局域网访问时 建议串口服务器运行在Server模式 电脑或其他主机运行在Client模式 串口共享服务器局域网应用 RS232设备 串口共享服务器Server模式 RS485总线 两台电脑同时访问RS485总线 两台电脑同时访问RS232设备 互联网 方案简介 1 串口共享服务器可以通过路由器连接远程IP或域名 例如 123 156 254 21 6020或 6020 所以中心端可以有固定IP也可以是动态IP 固定域名 在使用动态IP 域名访问时 需要路由器支持动态域名解析 支持如花生壳或类似服务 如果IP发生变化 串口共享服务器可以通过域名解析出最新IP 并重新建立TCP IP连接 2 串口共享服务器会尝试为每个串口建立多条TCP IP连接 一旦与中心服务器建立TCP IP连接 就可以双向收发数据 默认设置下 为每个串口建立2条TCP IP连接 即一个串口连接2台远程主机 3 中心端路由器需要做端口映射 将内网的服务器端口映射到公网IP或公网域名上 具体请咨询网管 4 服务器软件可以是虚拟串口 在使用虚拟串口时 现有的使用串口的应用软件无需修改即可在多台电脑同时运行 用户也可以自行开发Server端 可以充分利用多主机优势 实现多机热备 数据采集 实时web呈现等扩展功能 5 同时提供各类组态软件互联网传输方案 串口共享服务器互联网应用 两台电脑同时访问RS485总线 两台电脑同时访问RS232设备 RS232设备 串口共享服务器Client模式 RS485总线 路由器或ADSL路由猫 路由器或ADSL路由猫 串口共享服务器与串口服务器配对使用 方案介绍 1 串口共享服务器可以将串口共享给其他标准的串口服务器 如图所示 串口共享服务器主动连接2台标准的串口服务器 并将串口共享给它们 2 必须由标准的串口服务器端先发送数据 才能启动共享服务的会话 3 串口参数由现场的串口服务器决定 4 可以跨网关配对 支持ADSL 宽带路由等各类线路 5 具备断线检查重连机制 以太网TCP IP RS232 RS485串口设备 Server模式串口服务器串口共享服务器连接在6020端口 Client模式串口共享服务器2条使用同一串口的共享规则分别连接2个标准的串口服务器 即可将串口共享给2台标准的串口服务器 RS232 RS485串口设备 Server模式串口服务器串口共享服务器连接在6020端口 RS232 RS485串口设备 虚拟串口软件简介 虚拟串口软件正在配合串口共享服务器工作 下图的虚拟串口软件COM2 COM3对应串口服务器的1个串口 正在同时工作 虚拟串口软件为用户应用软件提供虚拟COM接口 具体数据采集操控还是由用户软件实现 对于用户软件而言 虚拟串口是透明的 只要在选项中选择使用虚拟串口即可工作 虚拟串口软件支持TCP IP的Server或Client两种工作模式 通常在局域网内串口共享服务器工作在Server 虚拟串口工作在Client 互联网访问时 虚拟串口工作在Server 串口共享服务器工作在Client 虚拟串口可以工作在多台电脑 根据需要为各个主机分别设置的虚拟串口 即可实现多机访问 ModbusRTU主机软件简介 这里使用ModScan作为Modbus标准测试软件 来描述服务器的ModbusRTU TCP特性 如果使用虚拟串口 可以直接选择相应的COM口 设置地址码 寄存器地址和数量等即可通讯 本例中COM2 COM3对应至串口服务器的同一个串口 图中所示的参数并不适合其他Modbus设备 具体参数以Modbus说明书为准 第一个ModScan使用COM2 第二个ModScan使用COM3 ModbusTCP主机软件简介 串口共享服务器具备ModbusRTU TCP双向数据转换功能 可以将标准的ModbusRTU设备转换接入ModbusTCP主机 使用此功能前 需要将服务器的相应端口设置为ModbusRTU TCP双向转换模式 使用此模式时 通讯过程不再需要安装运行虚拟串口 可以提高系统的效率和紧密度 串口共享服务器的6020 6021端口对应至串口1 可以同时访问 设置好端口后 单击OK 设置地址码 寄存器地址和数量等即可通讯 此方案适合所有ModbusTCP主机 如各类组态软件 PLC 通讯管理机等 以ModScan为例 选择ModbusTCPServer后 自动变为ModbusTCP协议 使用此模式可以直接与ModbusRTU设备通讯 无需运行虚拟串口 第一个ModScan使用TCP IP的6020端口 第二个ModScan使用TCP IP的6021端口 改为Modbus协议转换模式 透明TCP IP直连简介 选择自适应数据帧模式即可实现透明TCP IP直连 此模式也是默认设置 用户只需要连接至相应的TCP IP端口即可收发数据 通讯协议由串口设备决定 服务器只负责透明转发 可以使用任何一种支持Socket规范的语言进行开发 在与服务器的TCP IP建立连接后 主机软件下发通讯数据即可启动一个会话 服务器在进行发送 接收会话操作后 返回得到数据给主机软件 如果没有数据 则不返回 上位机软件即可得到一个超时错误 所以上位机软件需要进行 发送 等待接收 接收 数据处理过程 即可与串口设备进行通讯 会话规则设置简介 串口共享服务器支持两倍串口数量的主机访问 即2串口设备支持4个主机同时访问 8串口设备支持16个主机同时访问 下图为8串口16主机设备的规则配置截图 默认设置下 2个主机可共享一个串口 如图所示 串口1共享在TCP IP的6020 6021端口上 以此类推 用户可以修改此规则 设置一个串口到多个规则 一个串口最多可共享至允许的最大主机数量 在此图中 为16个主机 也可以修改任意规则的TCP IP端口 通过设置等待超时 每条规则可以适应不同的串口设备工作特性 默认为基本通用的50ms 技术简介 1 此技术将一次查询式串口访问定义为一次会话 一次会话占用的串口时间 定义为一个时隙 通过为不同主机合理分配时隙 即可实现多主机的串口访问 2 适用于查询式串口访问 上位机发送网络数据即启动一个时隙会话 在此时隙会话完成前 不可以被其他主机打断 确保了串口数据的完整性 3 一个时隙会话完成串口发收过程后 会立即将得到数据返回给对应主机 如果没有得到数据 则等待主机启动下次时隙会话 无论有没有得到数据 时隙会话完成后 都会为其他主机让出串口 确保所有主机都可以公平的得到数据 4 即使串口被一个时隙会话占用 其他主机也可以发送网络数据给共享式串口服务器 此时数据将进入队列 当正在工作的隙会话完成后 即可用此数据为其他主机启动新会话 5 上图为4主机同时访问一个串口的示例 时隙会话A D对应4台主机 4台主机之间的数据传输完全隔离 6 提供虚拟串口 TCP IP直连和ModbusRTU转ModbusTCP三种通讯接口形式 无需修改现有软件和硬件即可实现此方案 1 上图为一个时隙会话的过程描述 首先主机通过网络发送轮询数据 设备收到数据后 启动一个会话 将数据发向串口设备 并等待串口设备返回数据 如果串口设备在规定时间内返回了数据 服务器将数据放到缓冲区内 直到串口设备数据发送完之后 将缓冲数据发给主机并结束会话释放串口 如果串口设备在规定时间内没有返回数据 将直接结束会话释放串口 2 一个会话启动后 其他使用同一个串口的主机无法打断此会话 也就确保了会话排他性 不会导致数据混到一起导致的通讯错误 3 无论有没有得到数据 一个时隙会话关闭后 都会为其他主机让出串口 确保所有主机都可以公平的得到时间片 4 即使串口被一个时隙会话占用 其他主机也可以发送网络数据给共享式串口服务器 此时数据将进入队列 当正在工作的隙会话完成后 即可用此数据为其他主机启动新会话