GPORT串口设备服务器应用模式

一．前言 　　GPORT串口设备服务器是金远见公司新近开发的面向串口通讯的新产品，本产品采用32位高性能CPU，以LINUX为核心，具有多种应用模式，广泛适用于用户的多种应用环境，全面支持UNIX，LINUX，WINDOWS等各种主流操作系统。 二. 应用模式 1．扩展主机串口数量 　　一般主机(无论是Unix主机还是普通PC机等)自带的串口数量非常有限,但是在很多应用情况下主机需要有大量的串口用来挂接多个串口设备,从而实现主机对这些设备的控制,在一些情况下串口数量的需求可能多达数百个。 　　多串口卡的方式是扩展主机串口数量的一种方法,多用户卡直接插入主机的扩展槽中(PCI和ISA等),这种方式通过提供多串口卡的驱动程序增加主机的串口数量,开发人员,用户可以象操作普通串口一样操作这些扩展串口.这种方式非常简单,但是它有存在一些缺陷。 首先,可扩展串口数量有限,目前市场上最多的多用户卡数量在64个左右, 不满足某些应用情况, 其次,多串口卡的方式在系统维护,性能,布线等方面存在很大缺陷。 　　串口设备服务器是另外一种扩展主机串口数量的方法, 串口设备服务器和主机之间可以通过任意物理连接, 只要两者具有TCP/IP连接即可,各串口设备直接或通过Modem等设备连接到串口设备服务器,在这种情况下,同样要做的事情是在主机中必须有驱动程序,这样主机就可以象访问真实串口一样访问这些实际物理位置在串口设备服务器的端口了。和多串口卡的形式比较,它可扩展串口数量基本不受限制,可以轻易的达到数百个,在系统维护,升级,性能,布线方面也优于多串口卡。 　　值得说明的是,无论多串口卡还是串口设备服务器方式,要在主机上扩展串口都必须提供主机的驱动程序,主机的类型非常多,目前根据国内的使用情况来看,一般提供以下主机的驱动程序: Windows2000/NT/98/95, SCO Unix, UnixWare7, SVR4.2, Linux, IBM AIX等。注意提供的驱动程序必须是真实对应Com口或tty, 不能够是随机的端口,这种特点称为RealCom,或RealTTY,固定终端等等。 GPORT串口设备服务器可以提供两种固定端口的方式，供用户针对不同的应用情况加以选择，全面支持各种主流操作系统。 2．设备Console管理 　　许多设备提供Console口给管理员进行管理工作, 这些设备包括: 路由器, 程控交换机, UPS,局域网交换机,各种网络设备等等。 一般情况下管理员通过把这些设备的Console口通过线缆和终端或主机的COM相连就可以进行详细的配置工作。 　　但在目前的很多实际应用环境中,所有的网络设备集中在公司甚至远地的机房中,管理员要对这些设备进行管理时受地域,操作方便性的限制,虽然有些设备可以通过Telnet方式进行管理,但是很多非网络设备一般不提供远程配置的功能, 串口设备服务器可以很好的解决设备的console管理的所有难点。 　　应用中在设备集中的地方用一台串口设备服务器连接到设备的console口, 串口设备服务器通过自己的接口提供TCP/IP连接, 串口设备服务器可以为自己每个串口提供一个不同的TCP端口号，远端的主机通过Telnet方式(通过不同的TCP端口)访问所有和串口设备服务器连接的设备的Console口, 串口设备服务器在设备的Console和主机的Telnet应用程序之间建立一透明通道, 这样管理员在远程操作设备Console时就和在本地操作设备Console的效果完全一样. 从而很好的解决了上面提到的管理员面临的问题。 　　本应用情况在主机中不必有任何驱动程序,只要提供Telnet客户端程序即可,本方式也称为Rtelnet, 反向Telnet方式 3．设备网络访问 　　在自动化工业领域,有成千上万的感应器, 检测器, PLC, 读卡器, 或其他设备，互相连接形成一个控制网络，作为信息系统内管理数据的工具。而最常用来连接这些设备的通信协议就是 RS-232 和 RS-422/485.近几年来, 以太网/互联网等网络架构已逐渐在产业内被广泛的采用，取代传统的串口通信已成为自动化系统通信的主流。 在这种趋势下,以 TCP/IP为代表,成熟度较高的开放式网络技术，正逐渐地被应用在各个自动化系统，连接并控制所有的设备。每个串口设备都有通过TCP/IP协议连接成网络的需求,对于管理者来说,可以向访问普通IP设备一样访问这些设备。 　　串口设备服务器是解决上述问题的好的方案,在本应用模式下,连接到串口设备服务器串口的设备都分配了一个TCP或UDP端口号, 实际上在具体实现中TCP模式和设备Console管理很类似,差别在于设备Console管理模式是通过Telnet方式,而设备访问可以使用用户自己编写的SOCKET连接。使用UDP方式，由于UDP的非连接性，可以实现多台主机控制一个串口，从而达到多主机数据备份的效果。 4．串口间TCP/IP透明连接 　　在实际环境中，常常有这样的要求，即甲地设备的RS-232接口要和乙地设备的RS-232接口连接，甲乙地之间是透过TCP/IP网络连接的。这时就需要有设备能够在两个串口间建立一个TCP/IP透明通道。 GPORT串口设备服务器正好可以满足这种需求，将两台GPORT分别放置在甲乙两地，GPORT的串口分别接当地设备的RS-232口，两台GPORT透过TCP/IP连接，将一台GPORT的端口设为TCP Server模式，另一台GPORT的端口设为TCP Client模式，GPORT开机后会自动建立TCP连接，这样就在两个RS-232串口之间建立了一条TCP/IP透明通道。 5．替代工控下位机（二次开发） 　　GPORT以标准LINUX作为系统核心，对于有二次开发需求的客户来说，基本上可以将GPORT看作是一台带多串口卡和网卡的LINUX PC。如何应用,用户可以完全自行架构。 　　用户一定会是在标准应用不能满足要求时做此选择。 例如： A. 数据的安全性非常重要 　　需要考虑网路不通时数据的本地保存，传输时的数据加密。 B. 本地数据处理 　　需要将采集的数据转换成统一的格式供服务器端使用(规约转换)，对于一些设备异常情况需要本地优先处理，以防因网路不通造成时间延误。