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什么是串口服务器,它有哪些功能作用?

在现代工业自动化和物联网系统中,大量传统设备仍通过串行接口进行通信。这些设备设计精良、性能稳定,但却因缺乏网络接口而难以融入现代工业网络。

串口服务器的出现完美解决了这一困境,它作为一种高效的协议转换设备,能够将RS-232/485/422等串口数据转换为TCP/IP网络数据,实现串口设备与网络的无缝对接

01 串口服务器的概念与重要性

串口服务器,全称为串口设备联网服务器,是一种实现串行接口与网络接口之间数据双向透明传输的特殊设备

它本质上是一个微型计算机系统,内含CPU、实时操作系统和TCP/IP协议栈,能够在串口和网络设备间建立通信桥梁。

简单来说,串口服务器就像一位熟练的翻译官,让讲不同“语言”的串口设备和网络设备能够顺畅交流

对于企业而言,串口服务器的价值在于它保护了既有投资,无需淘汰仍能正常工作的串口设备,只需通过串口服务器就能赋予这些设备网络连接能力,大大降低了升级成本。

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02 串口服务器的核心功能

串口服务器的功能远不止简单的协议转换,它还具备以下多项实用功能:

双向透明传输是串口服务器的基础功能。它能够在串口和网络接口之间实现数据的透明传输,中间没有任何协议变化

这意味着原有的串口软件无需任何修改就能直接使用,兼容性极佳

多工作模式支持使串口服务器能适应各种网络架构。常见的模式包括TCP服务器模式、TCP客户端模式、UDP服务器/客户端模式等。

以三格电子的SG-TCP232-110为例,它甚至支持Modbus TCP服务器/客户端模式,专门针对工业自动化领域流行Modbus协议进行了优化。

虚拟串口功能让用户感觉串口设备仍然直接连接在计算机上。通过虚拟串口软件,计算机可以创建虚拟的COM口,通过网络映射到远程的串口设备

这样,传统的串口应用程序无需任何修改就能通过网络与串口设备通信。

网络协议支持方面,串口服务器通常集成了ARP、IP、TCP、HTTP、ICMP、UDP、DNS、DHCP等多种网络协议

这使得它可以跨越网关,访问外网,甚至可以通过互联网进行全球范围内的设备通信。

远程配置与管理功能让维护人员可以通过Web网页或专用配置工具对串口服务器进行参数设置,大大简化了部署和维护工作。

03 三格电子串口服务器的产品优势

在众多串口服务器品牌中,三格电子的产品以其卓越的性能和实用性脱颖而出。以SG-TCP232-110单通道串口服务器为例,它具有以下突出特点:

接口设计方面,SG-TCP232-110提供一个232接口和一个485接口,两个接口内部连接,用户可以根据设备接口类型灵活选择,但需注意同时只能使用一个口工作。

多种工作模式是SG-TCP232-110的一大亮点,它支持TCP服务器、TCP客户端、UDP服务器、UDP客户端、Modbus TCP服务器、Modbus TCP客户端六种工作模式。能够满足绝大多数工业应用场景的需求。

工业级可靠性设计使得SG-TCP232-110能在恶劣环境下稳定工作。它采用9-24V DC宽压供电,支持双电源冗余;工作温度范围达-20℃~65℃,湿度5%~95%无凝露。接口方面,网口与RS485接口均带1.5KV防雷保护,能有效抵御工业现场的电磁干扰。

便捷的配置方式让即使没有专业网络知识的人员也能快速上手。SG-TCP232-110支持通过专用配置软件和Web网页两种方式进行参数设置。默认IP地址为192.168.1.37,通过浏览器输入此地址即可登录配置界面进行相关设置。

为了更直观地了解三格电子SG-TCP232-110串口服务器的技术特性,请参考SG-TCP232-110串口服务器技术参数:


  • 串口接口    1路RS232(DB9母口)+ 1路RS485(A/B端子),同时只能使用一个    

  • 串口参数    波特率1200~115200bps,支持8/7数据位,None/Even/Odd校验位,1/2停止位    

  • 网络接口    RJ45,10/100M自适应,支持AUTO-MDIX(网线交叉/直连自动切换)   

  • 工作模式    TCP Server/Client,UDP Server/Client,Modbus TCP Server/Client  

  • 电源参数    DC 9~24V,支持双电源冗余,过流保护    

  • 工作环境    温度-20℃~65℃,湿度5%~95%无凝露    

  • 保护设计    网口与RS485接口带1.5KV防雷保护    

  • 配置方式    Web网页(默认IP 192.168.1.37)或专用配置软件    

04 典型应用场景

串口服务器应用领域广泛,几乎覆盖了所有需要串口设备联网的场景:

  • 工业自动化领域,串口服务器可以将生产线上的PLC、传感器、仪表等串口设备接入工业以太网,实现生产数据的实时采集和远程控制

特别是在Modbus设备较多的环境中,SG-TCP232-110的Modbus TCP模式可以直接将Modbus RTU转换为Modbus TCP,无缝对接SCADA系统和组态软件。

  • 智能楼宇系统中,串口服务器可以将门禁控制器、考勤系统、环境监控设备等连接到局域网,实现集中管理

SG-TCP232-110在TCP服务器模式下可同时支持4个客户端连接,允许多个管理系统(如物业工作站、消防中心、电梯监控等)同时监控门禁状态。

  • 电力系统监控是串口服务器的另一重要应用领域。串口服务器可以将电力仪表、电表等设备的数据上传至配电监控系统,实现电网运行的实时监控

  • 智能交通系统中,串口服务器能够将交通信号灯、违章抓拍设备、信息显示设备等连接到控制中心,实现交通数据的采集处理和设备控制

  • ‍环境监测与农业物联网领域,串口服务器可以将分布在各处的温湿度传感器、气象站等设备连接到网络,实现数据的远程采集和分析。

SG-TCP232-110支持DNS功能,TCP客户端模式可以通过域名连接外网服务器,特别适合跨地域设备的集中管理。

05 串口服务器的工作模式详解

理解串口服务器的工作模式对于正确应用至关重要,以下是几种主要工作模式的详细说明:

  • TCP服务器模式下,串口服务器作为被连接方,在指定的TCP端口等待数据服务器的连接请求这种模式适用于多个客户端需要访问同一串口设备的场景,如多个监控系统同时读取传感器数据。

  • TCP客户端模式则是串口服务器主动向指定的IP地址和端口发起连接请求,建立长连接这种模式适合将设备数据主动上传到中心服务器的应用,如PLC数据上传至云平台。

  • UDP模式是一种无连接通信,适用于对实时性要求高但允许少量数据丢失的场景。UDP服务器会自动适配数据来源IP,而UDP客户端则固定目标IP/端口。

  • Modbus TCP模式是工业领域的专用模式,实现Modbus TCP与Modbus RTU之间的双向转换。这种模式无需修改设备原有协议,即可直接对接Modbus主站系统,如WinCC、组态王等。

随着工业4.0和物联网技术的不断发展,串口服务器的应用前景将更加广阔。根据市场需求,串口服务器正朝着更高集成度更强协议兼容性更佳网络安全性能的方向发展。三格电子等厂商也在不断创新,推出功能更强大、适应性更广的产品,以满足各行各业数字化转型的需求。