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串(chuan)口(kou)轉(zhuan)以太網(wang)目前可(ke)以采用(yong)(yong)串(chuan)口(kou)轉(zhuan)以太網(wang)模塊來實(shi)現，變得非(fei)常簡(jian)單易用(yong)(yong)，但是在該技(ji)(ji)術(shu)中(zhong)出現的一些新(xin)問題、使用(yong)(yong)誤區需要引起注意。串(chuan)口(kou)轉(zhuan)以太網(wang)并不是簡(jian)單傳(chuan)輸(shu)媒介(jie)的變化，而(er)是串(chuan)口(kou)到(dao)(dao)TCP/IP的協議轉(zhuan)化。其中(zhong)關系(xi)到(dao)(dao)的關鍵技(ji)(ji)術(shu)包括：TCP/IP的工作模式問題、串(chuan)口(kou)分幀技(ji)(ji)術(shu)、9位(wei)技(ji)(ji)術(shu)。這里詳細分析這些串(chuan)口(kou)轉(zhuan)網(wang)口(kou)的技(ji)(ji)術(shu)。
串口一般來說就是UART，它實際只定義了數據鏈路層的規范，也就是起始位、數據位、停止位。但是在不同的物理層又分為：TTL串口、RS232串口、RS485串口等。
TTL串口：它是MCU芯片之間進行數據通信的串口，它以+5V（或者+3.3V）表示1，以GND表示0。
RS232串口：它是實現設備之間通信的串口，其主要將信號電壓從0～5V的電壓變為±15V（實際一般為±12V）。電壓的增加，增大了數據傳輸的距離和可靠性。
RS485串口：它是(shi)實現(xian)遠(yuan)距(ju)離通信的串口，可以實現(xian)上千(qian)米(mi)的數據傳(chuan)輸。其主要特征是(shi)用差模(mo)(mo)信號(hao)(hao)（A、B兩根(gen)線之(zhi)間的電壓(ya)）代替了RS232共模(mo)(mo)信號(hao)(hao)（信號(hao)(hao)線和(he)GND之(zhi)間的電壓(ya)），從(cong)而能夠(gou)抵(di)抗共模(mo)(mo)干擾，實現(xian)更遠(yuan)距(ju)離的傳(chuan)。
如果按(an)照(zhao)ISO的(de)7層(ceng)(ceng)(ceng)模(mo)型（物理層(ceng)(ceng)(ceng)、數據鏈(lian)路(lu)層(ceng)(ceng)(ceng)、網絡層(ceng)(ceng)(ceng)、傳輸層(ceng)(ceng)(ceng)、會話(hua)層(ceng)(ceng)(ceng)、表示層(ceng)(ceng)(ceng)、應用層(ceng)(ceng)(ceng)）來(lai)分的(de)話(hua)，串(chuan)口(kou)實(shi)際上只包含(han)了物理層(ceng)(ceng)(ceng)、數據鏈(lian)路(lu)層(ceng)(ceng)(ceng)。而TCP/IP協(xie)議(yi)應該(gai)屬(shu)于網絡層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)傳輸層(ceng)(ceng)(ceng)。所以(yi)串(chuan)口(kou)轉TCP/IP并不準確。以(yi)太網屬(shu)于物理層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)數據鏈(lian)路(lu)層(ceng)(ceng)(ceng)，所以(yi)串(chuan)口(kou)轉以(yi)太網更加準確。
由于目前在以(yi)(yi)(yi)太網之上運行的協(xie)議多半是(shi)TCP IP協(xie)議，所(suo)以(yi)(yi)(yi)串口轉以(yi)(yi)(yi)太網也可以(yi)(yi)(yi)說(shuo)成是(shi)串口轉TCP IP。
串(chuan)口(kou)(kou)轉(zhuan)(zhuan)以(yi)(yi)太(tai)網，并不(bu)是(shi)(shi)簡(jian)單物理(li)層(ceng)(ceng)和(he)數(shu)(shu)據(ju)鏈路層(ceng)(ceng)的(de)(de)轉(zhuan)(zhuan)化。由(you)于串(chuan)口(kou)(kou)協議本身不(bu)具(ju)有網絡(luo)層(ceng)(ceng)和(he)傳(chuan)輸層(ceng)(ceng)，串(chuan)口(kou)(kou)轉(zhuan)(zhuan)以(yi)(yi)太(tai)網，實際(ji)是(shi)(shi)將串(chuan)口(kou)(kou)的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)作(zuo)為TCP/IP的(de)(de)應用(yong)層(ceng)(ceng)數(shu)(shu)據(ju)，用(yong)TCP/IP封裝傳(chuan)輸的(de)(de)方式(shi)。TCP/IP的(de)(de)應用(yong)層(ceng)(ceng)數(shu)(shu)據(ju)是(shi)(shi)TCP/IP所(suo)要傳(chuan)送的(de)(de)真正有效的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)。例如用(yong)戶(hu)通過socket的(de)(de)recv()和(he)send()函數(shu)(shu)接收和(he)發(fa)送的(de)(de)實際(ji)是(shi)(shi)應用(yong)層(ceng)(ceng)數(shu)(shu)據(ju)。這樣通過串(chuan)口(kou)(kou)轉(zhuan)(zhuan)TCP IP用(yong)戶(hu)就(jiu)可以(yi)(yi)用(yong)recv()和(he)send()函數(shu)(shu)收發(fa)串(chuan)口(kou)(kou)數(shu)(shu)據(ju)了。
但是(shi)TCP/IP并不只是(shi)recv()和send()這(zhe)么簡(jian)單，根據工作模(mo)式(shi)的不同(tong)，它關(guan)系到(dao)連接、關(guan)閉、監聽等，這(zhe)是(shi)串口轉(zhuan)網(wang)口后需要增(zeng)加處理的部分(fen)。TCP IP的工作模(mo)式(shi)可以(yi)分(fen)為：TCP服務(wu)端(duan)模(mo)式(shi)（TCP Server）、TCP客戶端(duan)模(mo)式(shi)（TCP Client）、UDP模(mo)式(shi)。
UDP模式：UDP模式是基于非連(lian)接的模式，只要有數據發(fa)送(song)即(ji)可發(fa)送(song)，不(bu)需要事(shi)先連(lian)接。所以這種模式更加地接近于串(chuan)口的通信(xin)方式。但是UDP協議無法保證數據不(bu)丟失，容易(yi)產(chan)生誤碼。
TCP模(mo)式(shi)：TCP模(mo)式(shi)采用數據可靠傳輸(shu)機制，所(suo)以(yi)可以(yi)保證(zheng)數據基(ji)本不誤碼、不丟失(shi)。在TCP通信(xin)(xin)中，必(bi)然是由(you)通信(xin)(xin)的(de)兩端(duan)(duan)構(gou)成，其中一(yi)方是TCP客(ke)(ke)(ke)戶端(duan)(duan)，一(yi)方是TCP服(fu)務端(duan)(duan)。TCP客(ke)(ke)(ke)戶端(duan)(duan)和TCP服(fu)務端(duan)(duan)的(de)概(gai)念可以(yi)用電(dian)(dian)話來(lai)類比。TCP客(ke)(ke)(ke)戶端(duan)(duan)是打電(dian)(dian)話的(de)人，而TCP服(fu)務端(duan)(duan)是接電(dian)(dian)話的(de)人。
如何選擇TCP/IP的工作模式？
1.TCP與UDP的選擇：盡量選擇TCP模式，特別是經過internet的大數據量傳輸，udp容易誤碼和丟失。
2.選擇TCP客戶端還是TCP服務器端：請遵循以下原則：
原則一：發起數據發送的一方應該選擇為客戶端。例如一個數據采集系統，采集終端應該為客戶端。這是因為當TCP連接斷開的情況下，客戶端能夠在需要發送數據的時候主動建立連接。而TCP服務端，只能夠被動地接受連接，使得數據無法發送出去。
原則二：IP或者域名固定(ding)(ding)的(de)(de)一方為(wei)服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)端(duan)(duan)。例(li)如在有(you)多個數據采(cai)(cai)集(ji)(ji)終端(duan)(duan)，而只有(you)一個中(zhong)心(xin)服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)情(qing)況下，中(zhong)心(xin)服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)應該為(wei)服(fu)(fu)務(wu)(wu)端(duan)(duan)。這是因(yin)為(wei)，中(zhong)心(xin)服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)的(de)(de)IP或域名一般是固定(ding)(ding)的(de)(de)，而采(cai)(cai)集(ji)(ji)終端(duan)(duan)的(de)(de)IP是不斷增加和變化(hua)的(de)(de)。中(zhong)心(xin)服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)難以(yi)記住(zhu)所(suo)有(you)的(de)(de)采(cai)(cai)集(ji)(ji)終端(duan)(duan)的(de)(de)IP，所(suo)以(yi)也難以(yi)發起連接；而采(cai)(cai)集(ji)(ji)終端(duan)(duan)尋找中(zhong)央(yang)服(fu)(fu)務(wu)(wu)器(qi)就比較(jiao)容易。
串(chuan)口數(shu)(shu)據是可以連續不斷發送(song)的(de)，而以太(tai)網數(shu)(shu)據則是以數(shu)(shu)據包(bao)為單位發送(song)的(de)。這(zhe)樣就關系到將多長的(de)串(chuan)口數(shu)(shu)據打包(bao)后作為一個以太(tai)網數(shu)(shu)據包(bao)發送(song)的(de)問題。
數(shu)據包(bao)長(chang)度：以太網(wang)數(shu)據包(bao)最長(chang)1500多字節(jie)，所以在(zai)串口轉網(wang)口轉發器收到1500字節(jie)后必須將其打包(bao)發送。用(yong)戶可以設定這個數(shu)據包(bao)長(chang)度上限(xian)。
數(shu)據(ju)(ju)包間(jian)隔(ge)：除了數(shu)據(ju)(ju)包長(chang)度作為(wei)串口(kou)(kou)(kou)分幀的(de)規則外，一個(ge)更為(wei)符合(he)邏(luo)輯的(de)方法是通過數(shu)據(ju)(ju)包間(jian)隔(ge)。當串口(kou)(kou)(kou)轉(zhuan)TCP IP轉(zhuan)發器發現的(de)串口(kou)(kou)(kou)數(shu)據(ju)(ju)流中(zhong)出現了T毫(hao)秒的(de)空閑(xian)時(shi)間(jian)時(shi)，則認(ren)為(wei)之前收到的(de)串口(kou)(kou)(kou)數(shu)據(ju)(ju)可以作為(wei)一個(ge)以太網數(shu)據(ju)(ju)包發送了。這(zhe)里的(de)T就(jiu)是用戶設(she)定的(de)數(shu)據(ju)(ju)包間(jian)隔(ge)。
以(yi)(yi)太網數(shu)據是(shi)以(yi)(yi)字(zi)(zi)節Byte計算的每個字(zi)(zi)節都是(shi)8位，但是(shi)串口(kou)(kou)數(shu)據則有可能出(chu)現9位，第9位常(chang)常(chang)用于區分(fen)是(shi)地(di)址幀還是(shi)數(shu)據幀，1表(biao)示地(di)址幀0表(biao)示數(shu)據幀。那么在(zai)當串口(kou)(kou)轉化為(wei)以(yi)(yi)太網之后(hou)，如(ru)何將第9位也傳(chuan)送出(chu)去就成了一個關鍵技術(shu)。
在(zai)(zai)眾多的(de)(de)(de)串口轉網(wang)口方案(an)中都是將第9位(wei)(wei)直接舍(she)棄的(de)(de)(de)，目前據(ju)(ju)了(le)解上海卓(zhuo)嵐信(xin)息科技的(de)(de)(de)方案(an)具有快速地適應(ying)9位(wei)(wei)的(de)(de)(de)功能，其實(shi)現方法(fa)中采用(yong)(yong)了(le)稱之為RealCom的(de)(de)(de)協議。由于(yu)增加了(le)第9位(wei)(wei)，所以(yi)串口數(shu)據(ju)(ju)不能夠(gou)直接透明(ming)地轉化為TCP IP應(ying)用(yong)(yong)層數(shu)據(ju)(ju)，realcom 協議將串口數(shu)據(ju)(ju)打包之后整(zheng)個作為TCP IP的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)數(shu)據(ju)(ju)傳輸。這樣可以(yi)在(zai)(zai)realcom協議的(de)(de)(de)協議頭部(bu)加入(ru)該數(shu)據(ju)(ju)包的(de)(de)(de)9位(wei)(wei)是1還是0的(de)(de)(de)信(xin)息，從而實(shi)現了(le)9位(wei)(wei)傳輸技術。
