串口转网口模块网口转串口模块.docx
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串口转网口模块网口转串口模块
串口转网口—网口转串口
串口转以太网模块——TTL电平带RJ45联网模块
型号:
ZLSN3000
名称:
TTL电平带RJ45联网模块
用法:
只需通过排线将RXD、TXD和用户电路板MCU(例如51单片机)串口连接,即可使用。
选型:
使用ZLSN2000之前,可先用ZLSN3000测试模块性能,用户无需制板即可与
模块连接,方便快捷。
适合已有串口设备立即联网升级。
型号:
ZLSN3002
名称:
TTL电平带RJ45联网模块
用法:
只需通过排线将RXD、TXD和用户电路板MCU(例如51单片机)串口连接,即可使用。
选型:
与ZLSN3000相比,ZLSN3001速度更快,但是电流从40mA变为100mA。
另外厚度厚3mm。
串口转以太网模块——RS232联网模块
型号:
ZLSN2100
名称:
RS232联网模块
用法:
可9V~24V电源,实现DB9接口(公头)RS232到以太网的转化。
选型:
需要RS232转以太网的普通用户请选择ZLSN2100。
型号:
ZLSN4000
名称:
MINI型RS232联网模块
用法:
可外接5V或者9V~24V电源,实现DB9接口(母头)RS232到以太网的转化。
支持通过串口供电。
选型:
和ZLSN2100的区别是尺寸小。
串口转以太网——RS485/422联网模块
型号:
ZLSN3100
名称:
RS485/422联网模块
用法:
可连接RS485/422设备,连接422时可以实现全双工通信。
选型:
类似ZLSN2100,但是为RS485/422串口。
串口转以太网——RS232/485联网模块
型号:
ZLSN5102
名称:
RS232/485联网模块
用法:
可连接RS232/485设备。
选型:
采用ZLSN2002核心模块速度快,但是功耗较大。
串口转以太网——多串口RS232/485/422联网模块
型号:
ZLSN5400
名称:
RS232/485/422多串口联网模块
用法:
可连接多个RS232/485/422串口设备,比如ZLSN5400-1、ZLSN5400-2、
ZLSN5400-3,分别实现1~3串口。
选型:
多串口。
串口转以太网——定制联网模块
型号:
ZLSN5102-M
名称:
RS232/485定制联网模块
用法:
内嵌可二次开发的MCU系统,可开发用户特定的协议转化、软件功能。
定制功能可以由卓岚帮助开发。
选型:
需要特殊功能的定制模块。
特点
支持全双工、高速率数据转发,零丢包技术。
经济型价格。
支持TCPServer、TCPClient、UDP模式、UDP组播、对接通信、Real模式。
波特率支持300~115200bps,数据位支持5~8位,校验位可以为None、奇校验、偶校验、Mark、Space五种方式,支持
CTS/RTS、DSR/DTR、XON/XOFF流控,1~2位停止位。
支持On-the-fly技术(串口参数自适应)。
免费配备Windows虚拟串口&设备管理工具ZLVir,支持虚拟串口,并可以一键式搜索模块,修改参数。
提供设备管理函数库(WindowsDLL动态库),方便用户用VC、VB、Delphi、C++Builder开发应用程序。
创新的断网检测机制,保证了数据实时可达性。
适合ModbusRTU的网络化升级(需定制);并支持直接将ModbusTCP转化为ModbusRTU的功能。
内置Web服务器,可通过浏览器修改模块参数。
用户可设计网页并下载到模块内部(需定制)。
支持卓岚网页控件技术(专利2009SR09861),例如网页按钮可直接控
制继电器、网页可显示温度等用户数据。
支持设备端通过串口控制模块,轻松实现设备端对模块的二次开发。
功耗低,最大功率小于0.25W。
支持DHCP,解决IP管理、IP冲突问题。
支持DNS,满足通过域名实现通信的要求。
支持多TCP连接,可达100个TCP连接同时和联网模块通信(需定制)。
支持IO口输入输出控制,支持7个IO引脚的读写(需定制)。
灵活的串口数据分帧设置,满足用户各种分包需求。
UDP模式或者TCP模式都支持动态目的地址模式,可以实现模块与多个服务器通信。
使用虚拟串口时支持通过第9位(地址帧为1,数据帧为0)进行多机通信。
支持通过Internet通信,包括通过Internet查找模块和配置模块参数。
支持数据包命令字的过滤功能(需定制),减轻用户MCU的过滤负担。
本文介绍在串口转网口模块中如何使用各种TCP工作模式,根据不同的应用如何进行灵活选择TCP客户端、TCP服务器、UDP、UDP组播。
然后介绍如何用zlvir配置串口转TCP/IP并和SocketDlgTest程序通信。
1.TCP&UDP工作模式
TCP/IP是网际互联的基本协议,TCP/IP实际涉及网络协议的两层:
网络层和传输层。
IP属于网络层,而TCP属于传输层,实际上TCP/IP协议还有另外部分协议即UDP协议,UDP协议和TCP协议共同组成了TCP/IP协议的传输层。
而TCP协议有具有客户端和服务端两种工作模式。
在RS232/RS485联网模块应用中,主要在UDP、TCP客户端、TCP服务器3种模式之间进行选择。
如图1所示。
1.1TCP和UDP的区别和比较
图1.TCP&UDP各种工作模式演示
TCP(TransmissionControlProtocol)是可靠连接协议。
串口转网口模块,我们可以用打来类比TCP协议。
使用TCP协议进行数据传输,首先需要建立连接;就如在通前需要先拨通一样。
TCP是可靠传输的,即你传输的数据有误或者丢失,则会自动重新传输以保证数据正确;这正如打的时候,如果信号不好,收方会说:
“听不清,请再说一遍。
”
UDP(UserDatagramProtocol)是报文传输协议。
我们可以用手机短信来类比UDP协议。
使用UDP协议,你无需先征得对方的同意(无需先建立连接),可以随时发送。
但是UDP协议是不可靠传输的,你发送出去的数据不能够保证正确地被对方收到;
所谓“正确接收”,它包括3方面的内容:
1.丢失问题:
数据丢失后可以重传。
2.误码问题:
数据内容错误能被检测并重新发送。
3.顺序问题:
UDP无法保证数据的顺序,例如在发送长文字的短信的时候,有可能后半部分短信内容先收到,然后再收到前半部分短信内容。
这给接收者较大的迷惑,TCP协议没有这个问题。
UDP协议的也有自身优点。
1.简单性、方便性,UDP协议非常类似串口通信,因为串口发送数据本身基于非连接(报文)的。
此时在串口转以太网的时候,使用UDP协议符合原来的思维。
2.UDP协议具有广播、组播功能,可以实现一对多通信。
表1.TCP与UDP的区别
TCP
UDP
需要连接
是
否
占用线路
是
否
可靠传输
是
否
简单易用
否
是
支持广播
否
是
1.2TCP客户端和TCP服务器的区别
在选择TCP进行通信的时候,通信的双方,必须一方为TCP客户端(TCPClient),一方为TCP服务器(TCPServer)。
串口转网口模块,以打来类比,打的人是TCP客户端,接的一方为TCP服务器。
TCP/IP协议中的IP地址类似,而TCP/IP中的端口号类似分机号。
客户端(拨者),首先需要知道对方的IP地址和端口(和分机号),先连接上TCP服务器端(接听者的摘机),才能进行数据传输(通话)。
和一般不同,在这里TCP服务器可以同时接入多个TCP客户端,就如有多路线路的,不会因为一路在接通中而不能接入其它。
在ZLSN联网模块的RS232转网络中,TCP连接有长连接和短连接之分。
TCP长连接就是连接建立后不断开,直到断电。
TCP短连接是指需要通信的时候建立连接,通信完毕后立即关闭连接。
1.3UDP广播
UDP相对于TCP来说UDP的一个优势是可以实现一对多的通信。
以下就介绍UDP广播和UDP组播。
UDP广播:
UDP广播包不同于普通的UDP数据包,UDP广播说明如下:
1.UDP广播包一般只能够在局域网内部存在,也就是说它是不能够实现跨路由通信的。
2.同一个局域网内的所有的计算机都能够接收到广播包。
这样增加了网络的负担,同时安全性也会降低。
3.卓岚ZLSN系列模块支持发送和接受UDP广播包。
另外SocketDlgTest也支持发送和接受UDP广播数据包,可以用于UDP广播调试。
1.4UDP组播
UDP组播:
UDP单播(即普通的UDP通信)可以实现点与点之间的通信。
UDP的广播可以实现一点向多点发送数据。
但是UDP广播存在以下缺点:
不仅需要接收数据的联网模块可以收到数据,任何一台局域网中的计算机都可以收到数据,这样数据包XX性不强,同时也给不愿接收该数据的计算机增加了负担。
UDP组播可以解决以上问题,UDP组播可以实现一点向多点发送数据,而且只有加入某个组播组的联网模块才可以收到数据,不会对组播组外的模块或计算机增加接收负担,减轻了网络负荷。
为了确定您购买的卓岚产品是否支持UDP组播请打开ZLVir程序的设备设置对话框,点击“更多高级选项”,如果该设备支持的高级功能中“UDP组播”是打勾的则表明该设备支持UDP组播。
2.工作模式的选择
2.1TCP和UDP的选择
在TCP和UDP选择上,TCP协议有很多优点,这里只介绍何时使用UDP协议。
1.节省上位机的线路资源。
在串口转网口模块的串口转以太网应用中,如果选择TCP协议,且为TCP客户端的话,那么TCP连接是在模块上电之后就开始连接的,属于“长连接”。
这就使得TCP协议一直占用一条通信线路(一个socket接口),如果联网模块个数很多(例如上万个),那么用TCP协议占用较多资源。
而UDP则无此问题。
2.简化上位机编程的复杂性。
基于UDP的socket编程相对于TCP要简单些。
3.需要广播或者组播的应用。
2.2客户端和服务器的选择
1.一个监控中心还是多个监控中心。
一个监控中心:
在单个监控中心的集中监控系统中,分散在各个采集点的ZLSN模块将采集数据传送到中心计算机,此时最好采用ZLSN模块为TCP客户端的方式,因为此时每个模块只要设置一个目的IP(中心计算机的IP地址)即可。
当然也可以采用中心为客户端、模块为服务端方式,但是此时中心必须记住每个模块的IP地址,不利于系统的延展性和配置的灵活性。
多个监控中心:
现在有多个中心计算机需要监控联网模块,由于TCP客户端模块只能连接一个中心(一个目的IP),所以多个中心无法监控一个TCP客户端模式的模块(除非采用卓岚的“类AT命令”功能,让串口转网口模块可以根据需要连接到不同的中心)。
此时应该采用模块为服务端的方式。
如果需要多个计算机同时(不是分时)监控一个ZLSN模块,请选择ZLSN2090为核心的多TCP连接模块,ZLSN2090支持同时存在100个TCP连接。
2.哪方知道对方IP地址。
如果通信的AB双方中如果有一方(例如A)不知道对方(例如B)的IP地址,那么A必须作为TCP服务器。
这是因为A不知道B的IP地址,也无法进行连接操作。
在ZLSN联网模块大量应用的网络中,ZLSN联网模块的IP地址通过动态获取,所以中心并不知道所有模块的IP地址,所以此时模块应该作为客户端。
3.主从关系。
在主从关系的通信模式中,主机总是先发送数据,从机给出应答。
在TCP短连接应用中,主机应该采用客户端。
这是因为短连接采用有数据发送的时候建立TCP连接的方式,只有主机才知道何时需要发送那个数据何时需要建立连接,所以主机为客户端。
2.3TCP短连接和TCP长连接的选择
TCP短连接由于占用的TCP线路资源少,一般效率优于长连接。
但是以下情况下采用长连接:
通信的双方没有主从关系。
任何一方都有首先发送数据的可能,所以要保持TCP连接一直保持。
选择长连接的时候需要注意,在连接建立到当前,中间网线是否有断开,需要时时检测连接的可用性,短连接无该问题,使用较为方便。
3.参数配置和网络连接
这里介绍,如何用zlvir配置串口转TCP/IP并和SocketDlgTest程序通信。
卓岚串口转TCP/IP遵守的是标准的TCP/IP协议,所以任何遵守该协议的网络终端都可以和联网产品通信,卓岚科技提供了网络调试工具(SocketDlgTest程序,用户可以在开始菜单/程序/ZLVir/调试工具,找到该软件)来模拟网络终端来和串口转TCP/IP产品通信。
要想两个网络终端(这里是网络调试工具和串口转TCP/IP产品)能够通信,其参数配置必须需要配对。
3.1UDP模式
在UDP模式下,参数配置如图2所示,左边为zlvir中串口转TCP/IP产品的配置,右边为网络调试工具SocketDlgTest的设置。
首先必须两者都是UDP工作模式。
另外用红色箭头表示的,网络工具的目的IP和目的端口必须指向联网产品的本地IP和本地端口。
用蓝色箭头表示的,联网产品的目的IP必须是网络工具所在计算机的IP地址,而联网产品的目的端口必须是网络调试工具的本地端口。
这些网络参数配置好后才能保证双向的UDP数据通信。
图2.UDP模式参数配置
3.2TCP客户端
在TCP模式下工作模式有两种TCP服务端和TCP客户端,不论采用哪一种模式,必须一方是服务端,另一方是客户端,之后客户端才能访问服务端,都为客户端或者服务端则无法实现通信。
当串口转TCP/IP作为客户端时,必须有3个对应关系,如图3所示。
串口转TCP/IP的工作模式为客户端对应SocketDlgTest的服务器模式,串口转TCP/IP的目的IP必须是SocketDlgTest所在计算机的IP地址,串口转TCP/IP产品的目的端口必须是SocketDlgTest的本地端口。
这样设置后串口转TCP/IP即可自动连接网络工具,连接建立后即可收发数据。
图3.串口转TCP/IP作为客户端
3.3TCP服务器
当串口转TCP/IP产品作为服务端时,也有3个对应关系,如图3所示,这里不一一解说。
这样设置后点击网络工具的打开按钮即可和串口转TCP/IP产品建立TCP连接,连接建立后即可收发数据。
图4.串口转TCP/IP作为服务器
4.两个设备对联工作模式配置
如果上位机不是Socket程序(SocketDlgTest)也不是ZLVir,而是两台设备通过网口连接的,配置方法也是类似的。
首先用户需要将2台设备、计算机连接到同一个局域网中。
这台计算机上运行ZLVir(或者ZLDevManage),连接计算机的目的只是为了配置,配置完成后计算机可以不必连接。
点击ZLVir的设备管理,找到这2台设备,如图6所示。
然后点击“设备编辑”,对设备进行配置。
设备对联可以分为TCP对联和UDP对联。
如果是TCP对联方式,两台设备的参数如图5所示。
箭头所示的参数必须对应起来,如同“3.2TCP客户端”和“3.3TCP服务器”的对应方式一样。
TCP连接成功后,可以通过回到“设备管理”对话框看连接状态,如图6所示,如果两台设备的状态都是“已连接”则表示两台设备的TCP链路已经建立。
图5.TCP设备对联参数配置
图6.TCP设备对联成功检查
如果是UDP方式对联的,配置参数如图7所示,箭头对应的参数必须是一一对应的。
UDP对联只要参数配置正确不必检查连接状态,发送的数据会自动发送到指定的设备。
图7.UDP设备对联参数配置
最后需要提醒一下,如果是设备对联的,除了网口参数按照以上设置外,还必须设置正确的串口参数。
主要是联网产品的波特率等需要和用户的设备的波特率等一致。
这样设置以后,用户设备可以通过两台联网产品的串口互相发送数据。
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