一、概述
在對(duì)多種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和硬件配置進(jìn)行更新的過(guò)程中，中西部生產(chǎn)商的工廠(chǎng)經(jīng)理需要一個(gè)集中型網(wǎng)絡(luò)，可以連接四分之三英里距離范圍內(nèi)的三棟樓宇，如果配對(duì)使用，則連接距離更遠(yuǎn)。

由于各式各樣的遺留設(shè)備主要利用的都是串行連接，而串行連接在距離和聯(lián)網(wǎng)方面是有限的，這就提出了一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的挑戰(zhàn)。

這種情形是很常見(jiàn)的。事實(shí)上，隨著計(jì)算機(jī)軟件和硬件技術(shù)的進(jìn)步，性能極佳的遺留系統(tǒng)與先進(jìn)的數(shù)據(jù)采集 (DAQ)、可編程邏輯控制器(PLC)、工業(yè)計(jì)算機(jī)以及其它重要系統(tǒng)之間的聯(lián)通障礙正逐步增大。

串口技術(shù)所面臨的困難有：
1、連接遠(yuǎn)程設(shè)備或網(wǎng)絡(luò)的局限性
2、潛在連接數(shù)量較低
3、對(duì)遠(yuǎn)程設(shè)備的監(jiān)視和控制更加困難
4、軟件和固件升級(jí)必須在本地進(jìn)行
5、 不同類(lèi)型網(wǎng)絡(luò)不可以相互通信

隨著新技術(shù)的發(fā)展，將任意數(shù)量或類(lèi)型的串口設(shè)備連接到以太網(wǎng)已經(jīng)變得便捷而廉價(jià)。人們使用以太網(wǎng)串口服務(wù)器建立連接，管理通信，并在世界范圍內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。

二、串行通信歷史回顧
串口的應(yīng)用始于1960， RS-232 的初始版本于1969 得到認(rèn)證。其標(biāo)準(zhǔn)主要適用于通信設(shè)備如電話(huà)調(diào)制解調(diào)器，串行接口稱(chēng)為COM 口。

目前串口通信的最大速率，RS-232 是20Kbps，RS-422/485 是300Mbps。就距離范圍來(lái)說(shuō)，RS-232 通常為50 英尺，RS-422/485 為4000 英尺，當(dāng)然還可以用中繼器進(jìn)行擴(kuò)展。一個(gè)串行局域網(wǎng)的最大設(shè)備數(shù)量為32 個(gè)，通過(guò)中繼器這個(gè)數(shù)值還可以更大，但最大不能超過(guò)所用設(shè)備的地址限制(通常為256) 。

多年以來(lái)，串行技術(shù)與連接設(shè)備都得到了很大的發(fā)展。串口設(shè)備仍有大量應(yīng)用，設(shè)備電纜和軟件的大量庫(kù)存證明了這一點(diǎn)。毫無(wú)疑問(wèn)，串行連接仍然是工商業(yè)及醫(yī)療應(yīng)用中的廣泛標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，外接串口已經(jīng)不是PC 上的標(biāo)準(zhǔn)配置，串口技術(shù)也不再是研究的主課題。原因是以太網(wǎng)串口服務(wù)器的出現(xiàn)很好地彌補(bǔ)了這種技術(shù)差距。

三、以太網(wǎng)局域網(wǎng)歷史
1969 年11 月美國(guó)國(guó)防部贊助了UCLA 和Stanford 兩地計(jì)算機(jī)的試連接。這是首次使用同一協(xié)議將不同操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)有效連接。這是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)電話(huà)線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，數(shù)據(jù)速率是50 Kbps。這是首個(gè)真正的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，是Internet 和以太網(wǎng)的原型。

隨著更多計(jì)算機(jī)的接入，其它類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)也被開(kāi)發(fā)出來(lái)并連接到一起。研究可以改進(jìn)技術(shù)。1974 年，以太網(wǎng)的基本原理被提出；到1976 年，第一代以太網(wǎng)技術(shù)部署完成，當(dāng)時(shí)的運(yùn)行速率只有3 Mbps。

在90 年代，由于其卓越的速率，較低的成本，多功能性，可靠性以及其連接多個(gè)其它網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和設(shè)備的能力，以太網(wǎng)成為所有局域網(wǎng)最常用的協(xié)議。

雖然以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)的速率在不斷提高，它們對(duì)傳輸中的數(shù)據(jù)的影響相對(duì)來(lái)說(shuō)是較小的，因?yàn)檫@些串行數(shù)據(jù)的速率通常都是千比特而不是兆。

四、以太網(wǎng)串口服務(wù)器簡(jiǎn)介
新近開(kāi)發(fā)出的串口到以太網(wǎng)技術(shù)使得通過(guò)以太網(wǎng)連接串口設(shè)備成為可能。組成這一技術(shù)的線(xiàn)纜和軟硬件統(tǒng)稱(chēng)為以太網(wǎng)串口服務(wù)器(或簡(jiǎn)稱(chēng)串口服務(wù)器)。

以下是使用以太網(wǎng)建立連接的一個(gè)簡(jiǎn)單圖示：

使用串口服務(wù)器的主要優(yōu)點(diǎn)有：
1. 升級(jí)訪(fǎng)問(wèn) – 遠(yuǎn)距離連接串口設(shè)備
2. 節(jié)省成本 – 無(wú)需更改現(xiàn)有軟件與串口設(shè)備進(jìn)行通信
3. 無(wú)縫通信 – 串口設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)的連接對(duì)設(shè)備和軟件來(lái)說(shuō)都是透明的
4. 充分利用現(xiàn)有設(shè)備 – 用以太網(wǎng)啟動(dòng)COM 端口
5. 保護(hù)功能性原始網(wǎng)絡(luò) – 將串行網(wǎng)絡(luò)連成一個(gè)或多個(gè)局域網(wǎng)的子網(wǎng)
6. 節(jié)省人力 – 可遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)串口設(shè)備
7. 節(jié)省時(shí)間 – 通過(guò)以太網(wǎng)可更快更簡(jiǎn)單地更新串口設(shè)備軟件

五、串口到以太網(wǎng)：需要注意的問(wèn)題
不是所有的橋接串口到以太網(wǎng)連接障礙的方法都有同樣的效果。以下是需要注意的事項(xiàng)：
1、硬件選項(xiàng) – 串口數(shù)量、desktop、面板和DIN 軌安裝等都可自行選擇
2、支持RS-232、 RS-422 及RS-485
3、“信道通信”， 因此以太網(wǎng)對(duì)串口設(shè)備來(lái)說(shuō)是不可視的
4、運(yùn)行模式 – 虛擬COM 端口，TCP/IP 和UDP/IP.
5、多個(gè)TCP 客戶(hù)端連接
6、訪(fǎng)問(wèn)串口服務(wù)器菜單設(shè)置，加上Telnet 和Console 模式配置服務(wù)器，可進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)、恢復(fù)系統(tǒng)默認(rèn)及選擇串口設(shè)置等
7、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可通過(guò)任意WEB 瀏覽器管理
8、可通過(guò)任何一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)PC 修正故障
9、軟件可容易地進(jìn)入串口服務(wù)器進(jìn)行固件、端口和硬件狀態(tài)的配置、更新及分析
10、TCP 連接中斷時(shí)自動(dòng)重新連接
11、IP30 等級(jí)工業(yè)環(huán)境機(jī)殼
12、輕薄設(shè)計(jì)，可DIN 軌或面板安裝
13、寬溫
14、支持PC 虛擬COM 口
15、兼容Modbus TCP/IP

六、應(yīng)用案例
串口服務(wù)器應(yīng)用沒(méi)有什么明顯的限制，但在某些領(lǐng)域是很常用的。最常用的有照相機(jī)和照明
控制， 樓宇安防，交通管理系統(tǒng)，零售及電子收款機(jī)設(shè)備等。

工業(yè)設(shè)備，如PLC、驅(qū)動(dòng)器、發(fā)動(dòng)機(jī)控制及過(guò)程分析儀都要用到串口設(shè)備。通過(guò)陸線(xiàn)通信、
蜂窩技術(shù)和衛(wèi)星通信來(lái)訪(fǎng)問(wèn)串口設(shè)備也是可能的。

簡(jiǎn)而言之，串口服務(wù)器事實(shí)上顯示了其寬泛的選擇性與可能性，使工業(yè)環(huán)境更容易地?cái)U(kuò)展、
更新以及重構(gòu)。

七、經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)
以太網(wǎng)提升訪(fǎng)問(wèn)串口和網(wǎng)絡(luò)的能力使得其既可以節(jié)省成本，又可以改善功能性。
對(duì)中西部生產(chǎn)公司來(lái)說(shuō)，串口服務(wù)器可以限制冗余，容易地橋接所需距離，并進(jìn)行集中化操
作。這些節(jié)省了大量的時(shí)間和成本。

以下幾個(gè)實(shí)例有力地說(shuō)明了串口服務(wù)器在工業(yè)領(lǐng)域的經(jīng)濟(jì)效益：
1、一個(gè)煤礦需要優(yōu)化對(duì)礦井狀態(tài)和設(shè)備的監(jiān)控。通過(guò)現(xiàn)有的串口設(shè)備，串口服務(wù)器可以輕而易舉地將控制信息發(fā)送到指定位置。
2、在科羅拉多州的雪坡上，通過(guò)將現(xiàn)行以太網(wǎng)電纜兩端各置一臺(tái)串口服務(wù)器，滑雪勝地就可以通過(guò)串口信道與每個(gè)雪橇的RS-485 端口實(shí)現(xiàn)集中通信。這就節(jié)省了大量布置（或埋線(xiàn)）更多線(xiàn)纜的成本。
3、一加大型商業(yè)航空公司對(duì)其電腦終端機(jī)進(jìn)行重組，但新的電腦沒(méi)有串口，不能連接到票證打印機(jī)。添加串口服務(wù)器很好地解決了這個(gè)問(wèn)題，避免了更換成千上萬(wàn)的打印機(jī)，節(jié)約了很可觀的成本。