利用NPORT串口服务器组网解决方案

　　一、引言

　　串口通信作为近距离的传输，应用十分广泛，而其本身具有传输数率小，传输距离近的缺点，大大的限制了整个通信事业的发展；而以太网具有传输速度快，距离远的优点，得到十分广泛的应用，现已经成为IT产业的主要通讯骨干。综合串口通信的缺点和以太网的优点，我们设计了这种组网方式来解决串口通讯传输距离近的弊端。

　　二、方案设计

　　1、设备选型

　　台湾四零四科技的NOPORT串口服务器具备2、4、8或16个RS-232串口以及一个以太网的10Base2/T接口，串口服务器主机可利用TCP/IP网络控制大量、分散各地的串口设备，如监控终端，调制解调器，测量仪器，POS或其他工业设备等；同时，设备具有多种型号，可以根据需要选取，灵活组网。

　　NOport服务器利用特殊设计的WindowsNTCOMport重新导向（Redirect）的驱动程序，使网络上的WindowsNT主机能够辨认并自由的存取NOPORT服务器上的RS-232串口。

　　独立式的NOPORT串口服务器取代了传统插卡式的多串口控制方案。将原本多串口卡的工作独立于以太网上运行，让主机的资源规划更为效率，同时也提供了更加简易的多串口控制方案。

　　在系统扩充时，只要将NOPORT串口服务器连接在网络上，系统不需停机，也不用拆下机壳，更不用烦恼硬件冲突的问题。串口设备藉由NOPORT串口服务器可以分布在任何地方，并透过TCP/IP网络连接到网络上的WindowsNT主机，同时每台WindowsNT主机可以控制高达256个串口为您不断成长的企业奠定稳固的基础。

　　保证921.6Kbps无以匹敌的超高速度的传输性能和方便省力的维护方案。对NOPORT串口服务器而言，无论是增加或替换NOPORT串口服务器都不需要停止主机的运作，也无需拆卸主机机壳。

　　2、组网方案

　　组网方案如下表。

　　组网方案说明：监控主机分布在网络存在的任何地方，不限于设备机房，众多的监控主机通过网络集线器连接到多业务交换机（可用来传输数据，语音，图像），通过多业务交换机将数据传送到网络传输通道上，这些网络传输通道包括微波，以太网，光纤，可以根据具体的情况选择。然后通过对端的多业务交换机将传输通道上的数据解下来，送到对端网络集线器，根据主机需求，选择某一串口服务器，选择某一串口，从而对设备运行数据进行监视控制。设备配置：在同一个网络上，串口通讯端口号是由监控主机在驱动程序的作用下统一配置分配的，最大串口号可以达到255，监控主机的IP地址和服务器的IP地址设在同一网段，将子网掩码及网关设置相同。

　　3、串口部分通讯速率保证

　　限于通讯距离、抗干扰能力及软件数据流控等因素，原来主控单元和各间隔设备间采用RS-232/485通讯时，通讯波特率一般为9600bps，有时采用19200bps或38400bps，保证稳定的数据传输时，传输距离很近；采用串口通讯和以太网组合技术后，以太网部分的通讯速率可达10M/100M，串口部分由于通讯距离大大缩短，采用高速率通讯已经有了技术保证，而且从实际试验及运行效果看，将此部分通讯波特率提高至38400bps是可行的。

　　三、网络运行

　　1、设备运行环境保证

　　设备在恶劣环境下的运行可靠性是用户最关心的问题，如何使以太网产品能像工控机，间隔保护、测控单元及PLC一样可以长期可靠运行在恶劣现场条件下是需要解决的主要问题。

　　可以在较宽温度条件下可靠工作，一般为-5℃~+55℃，特殊要求为-40℃~+80℃；具有适合工业安装的方法，如DIN标准导轨安装，坚固的防震、防腐蚀、防湿、防爆等措施；能长期、可靠、不间断地使用，最好能达到10~20年；使用高可靠的机械、电气结构，防止缩短设备寿命的环境问题，使用冗余措施增加系统的可靠性，如冗余的电源输入。

　　2、网络运行过程

　　监控主机将数据进行打包发送到互连网上，根据TCP/IP数据包的包头数据寻找以太网上的NPORT串口服务器的串口通讯端口号，待寻找到需要的串行通讯端口号时，NOPORT串口服务器将数据进行解包还原给被监控的设备，让被监控设备按照监控主机发送的指令进行工作，采集数据。监控设备收到采集数据指令后，开始工作，将其运行数据通过串行通讯端口传送给NOPORT串口服务器，NOPORT串行服务器将接收到的设备运行数据进行封装，格式转化，将收到的数据流转化成TCP/IP协议格式的数据流，根据监控主机的IP地址，在以太网上进行搜寻，一旦找到请求监控主机，就将封装好的IP数据流传送给监控主机处理，完成一次监控活动。

　　四、结束语

　　采用这种组网方式，利用TCP/IP传输协议，使被控设备与监控主机之间有一个可靠的数据传输服务，保证了被控设备与监控主机间的通讯报文不会丢失，也不会重复，在任何存在以太网的地方，都可以放置监控主机，消除了只能将监控主机存放在设备机房的限制，使得监控系统结构变得简单，集中监控更加容易，传输距离更加遥远，为淮河防汛通信系统的自动化控制进程发挥了重要作用。