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同时，串口复用器还从串口1上接收网管中心的轮询和控制命令，将相关的命令转发到对应的被监测设备去。

另外，串口复用器还支持通道集群的能力，这种能力在要求高可靠性的场合下特别有用，在这种场合中，串口复用器和网管中心通过两条通道传送监测数据，一条为主通道，一条为备通道。

平时，串口复用器和网管中心通过主通道传送数据，主通道中断以后，自动启用备通道传送数据，当主通道恢复正常以后，再自动切换回用主通道传送数据。

值得注意的是，在网管中心，也要有相对应的设备才能接收串口复用器送来的数据。

目前，DOS前置机（QZJ8.0以上）、WIN32前置机（FEP系列），以及串口复用器都可以放在网管中心，和远端通信站的串口复用器进行数据通信。

2.组成及工作原理组成及工作原理串口复用器的组成示意图如下：

串口复用器由控制模块、6个串行口、1个以太网口和1个RS232/RS485转换器组成。

除了控制模块完成串行口的复用/解复用功能以外，其它部分都用来进行输入输出。

串口复用器的输入输出特性为：

以太网接口采用10BASE-T的RJ45接口形式，支持TCP/IP协议。

6个串行口都符合RS232C电平接口标准。

串口1是全功能的串口，支持RS232C规定的所有控制线。

其它串口都是5线串口,有收、发、地3根通信线和RTS、CTS控制线。

串口6是多功能的，在开发的时候用于编程，在生产的时候用于向控制模块写入程序，在运行的时候能当普通的串口用。

串口5具有两种接口形式：

RS232C和RS485，运行的时候可以根据实际需要选用其中的一种，但是两者不能同时使用。

每个串口的波特率范围从30019200，数据位可以是7bit或者8bit，校验方式可以是无校验、奇校验和偶校验。

串口1、2、3、4、5支持RTS/CTS流控，串口6不支持。

串口复用器的逻辑框图如下：

串口复用器一般放在远端通信站中，上联接口1和上联接口2用来连接网管中心的前置机或协议转换器，多个下联接口连接通信站中的被监测设备，一般是智能设备和数据采集器（DQU）。

在逻辑上，串口复用器有两个基本功能部件：

复用器和集群通道切换器（以下简称为切换器）。

如上图所示，下联接口都连在复用器上，每个下联接口都有一个唯一的序号相互区分，称为复用端口号。

向网管中心发送数据时，复用器从下联接口接收数据，将数据和复用端口号经过软件复用以后形成复用包，送到切换器，切换器在上联接口1和2中选择一个可用的接口，将复用包发送出去。

接收网管中心下行数据的工作流程是：

切换器从上联接口1或者上联接口2接收数据包，送到复用器，复用器先对数据包进行软件解复用，得到两部分结果：

数据和复用端口号，然后，复用器再将数据发送到复用端口号所对应的下联接口去。

上联接口2是可选的，如果网管中心和通信站之间只有1条通道，则将上联接口1连接到该条通道，通过配置文件将上联接口2禁止。

集群通道切换器仅在有2个上联接口的时候才工作，上联接口2被禁止以后，它就只通过上联接口1发送和接收数据。

网管中心定时向串口复用器的每个上联接口发送通断检测数据包，供后者判定上联接口是否中断，如果串口复用器从某个上联接口上接收不到检测包，则认为该接口发生了中断。

另外一方面，串口复用器也定时向每个上联接口发送检测包，供网管中心判定上联通道中断与否。

如果所有的上联通道都正常，则切换器使用上联接口1发送数据，从两个上联接口并行接收数据。

下联接口都是串行口，上联接口既可以是串行口，也可以是以太网口。

上联接口使用以太网口时，串口复用器用UDP协议和网管中心传送数据。

3.用途用途3.1.功能功能3.1.1.串口数据复用和解复用串口数据复用和解复用串口复用器能接收多路下联接口的数据，将数据复用成复用包。

同时，还能从上联接口接收数据包，进行解复用，然后将数据发送到对应的下联接口去。

3.1.2.集群通道（主备通道）切换集群通道（主备通道）切换串口复用器能检测上联通道中断与否，并且自动使用未中断的上联接口发送复用数据包。

如果所有上联接口都未中断，则使用上联接口1发送数据，同时，从所有上联接口并行接收数据。

3.1.3.接口配置功能接口配置功能串口复用器有6个串行口和1个以太网口，这些串行口中的每一个既可以用作上联接口，也可以用作下联接口，或者什么也不用。

当串行口用做下联接口时，小于255的任意一个自然数都可以作为它的复用端口号，前提是这个自然数没有被用作其它下联接口的复用端口号。

串口复用器使用的每个串行口，它的波特率、数据位、校验方式都可以根据实际需要自由配置。

以太网口可以用作上联接口，也可以不用。

当以太网口用作上联接口时，用UDP协议和网管中心进行通信，UDP端口号、网管中心主机的IP地址和端口号必须事先配置好。

所有这些运行时的配置信息，都存贮在文本文件mux.ini文件中，当串口复用器启动的时候，首先要从该文件中读取配置信息，然后再进行初始化和运行。

串口复用器本身不提供用户操作界面，因此，使用者无法直接对配置文件mux.ini进行修改。

但是，串口复用器提供FTP服务，用户可以用FTP协议来下载和上传配置文件，以间接的方式达到更改配置的目的。

3.1.4.事件记录功能事件记录功能配置文件mux.ini用文本编辑器进行修改，在修改的过程中可能会发生错误，例如操作者少敲了一个字符等等，串口复用器读带有错误的配置文件时，将发现语法错误或者配置信息自相矛盾，因而不能正常工作。

发生这种情况时，串口复用器将错误信息记录到内存中，供用户诊断错误的时候进行查询。

3.1.5.错误恢复功能错误恢复功能串口复用器在初始化和运行的时候，如果发现了软件或者硬件错误而不能正常工作，它将立即进入维护状态，停止对串口数据进行复用/解复用，停止集群通道切换，等待人工干预来排除错误。

在维护状态下，操作者可以登录到串口复用器上，查询错误事件记录，也可以用FTP协议上传和下载配置文件。

等到故障排除以后，操作者可以对串口复用器进行软件复位，使它恢复正常运行。

3.1.6.远程维护和监测功能远程维护和监测功能串口复用器的以太网口不仅能用作上联接口，还能提供远程终端的功能。

操作者可以通过telnet登录到串口复用器上，查看事件记录，并且能控制串口复用器的运行。

另外，操作者还可以在联网的PC机上，运行一个专用的监测程序，察看每个接口的配置信息、接口的发送/接收状态、接口发送和接收的字符数据等信息。

该监测程序通过一个专用的监测协议和串口复用器进行通信，它可以运行在Windows95/98/NT/2000操作系统下，通过观测发送和接收的字符数据，操作者可以判断系统的哪个部位出现了故障，举例说明如下：

序号现象故障原因1下联接口接收不到数据1.下联接口损坏2.下联通道中断（电缆断，或者接插件接触不好）3.被监测设备的接口坏2下联接口接收到乱码下联接口的波特率或者数据位长度设置得不对3上联接口接收不到数据1.上联接口损坏2.上联通道中断3.配置文件不正确4上联接口接收到乱码上联接口的波特率或者数据位长度设置得不对3.2.性能性能3.2.1.复用和传输效率复用和传输效率从下联接口输入的数据，首先被复用器打成复用包，然后再经过切换器成帧，最后再从上联接口发送出去，其流程如下图所示：

复用和传输效率定义为输入数据总长度和传输数据总长度之比值。

假设从下联接口连续输入数据，处理器的处理速度足够快，则每8个输入字符被打成一帧，平均帧长度为16个字符，所以复用和传输效率为50%。

值得注意的是，这并不意味着上联接口的波特率要达到下联接口波特率的2倍才能保证不丢失数据。

因为，串口复用器在打包和成帧的时候采用自适应算法，如果发现上联接口来不及传送，则大于8个的输入字符被打成一帧，若每32个字符被打成一帧，则效率将提高到90%。

3.2.2.传输时延传输时延如下图所示，将两个串口复用器的上联接口直接连接起来：

传输时延定义为从数据开始输入到数据开始输出之间的时间差。

假设数据连续输入，处理速度足够快，则每8个输入字符被打成一帧，平均帧长度为16个字符，则传输延时取决于接口的波特率大小，总时延值为：

下联接口传送8个字符的时间+上联接口传送16个字符的时间，图示如下：

3.2.3.上联通道中断检测时间上联通道中断检测时间网管中心定时向串口复用器发送通断检测数据包，在5秒内至少发送一个检测包，串口复用器以10秒为单位检查是否接收到检测包，若在10秒之内接收不到检测包，则认为通道中断，因此，通道中断的检出时间为10秒。

3.3.安全保密安全保密当操作者用telnet登录到串口复用器上，或者用FTP协议上传和下载配置文件时，都需要输入用户名称和口令，这保证了只有合法用户才能对它进行维护和修改配置。

需要说明的是，用户名称和口令是存贮在配置文件中的，因此，每个串口复用器的配置文件也要严格保密才行。

如果配置文件不存在，或者在配置文件中没有指定用户名称和口令，则串口复用器提供的默认用户名为root，默认口令为root。

操作者不需要用户名和口令就能运行专用的监测程序查看串口复用器的运行状态，如果接口的配置信息也属于保密的内容，那么该监测程序也要保密，不让无关人员获取该程序。

4.典型应用典型应用串口复用器在INMS综合网管系统中的主要应用，是作一个单通道/多通道转换器，将多台被监测设备的数据从一条通道上传送到网管中心。

除此以外，也可以将两个串口复用器对接起来，实现多路串口数据在1条或者2条通道上的透明传输。

串口复用器的典型应用举例说明如下：

4.1.在单路通道上传送多路串行监测数据在单路通道上传送多路串行监测数据在本例中，INMS前置机安装在网管中心，串口复用器安装在远端通信站。

连接串口复用器和网管中心的上联通道，既可以是串行通道，也可以是IP网络通道，根据通道类型的不同，分别用串口复用器的串口1或者以太网口连接到上联通道。

下联串口2、3、4、5分别连接一台被监测设备，从设备发出的多路监测数据经过复用以后，再通过上联通道传送给INMS前置机，由前置机对复用数据进行解码，恢复出多路数据，再分发给对应的协议处理器，由后者对监测数据进行分析和处理。

从应用的角度来看，如果采用IP网络作为上联通道，则串口复用器实际上是完成了串口转以太网的功能。

4.2.在主备通道上传送多路串行监测数据在主备通道上传送多路串行监测数据在要求高可靠性的场合，才需要在网管中心和通信站之间设置双通道，其中一条是主通道，另外一条是备通道。

平时用主通道传送多路监测数据，主通道中断以后，自动用备通道传送监测数据，主通道恢复正常以后，又自动用主通道传送数据。

主备通道各自可以选用不同的类型，串口复用器所用的上联接口有3种组合：

网络口+串口，串口+网络口，串口+串口。

下图所示的例子，是“串口+串口”组合，串口1为主上联接口，串口5为备上联接口。

4.3.串口串口-网络网络-串口转换器串口转换器将两个串口复用器的以太网口用作上联接口，并且连接到IP网络上，其它串口都作为下联接口，就可以实现在IP网络上透明传输串行口上的数据。

举例来说，通过上图所示的系统，输入到复用器A串口2上的数据，将原封不变地从复用器B的串口2上输出来，相反，输入到复用器B串口2的数据，也不加改变地从复用器A的串口2输出。

应用本装置，可以将原来通过串行线路进行通信的系统改造为通过IP网络进行通信，又不需要对原来的设备进行任何改动，如下所示：

通过串行线路进行通信的系统：

改造为通过IP网络进行通信的系统：

5.安装与初始化安装与初始化当一个新的控制模块安装到串口复用器内部的电路板上以后，首先要将可执行的程序装载到控制模块中去，串口复用器才能正常工作。

程序一旦装载到了控制模块中，除非再次装载新的程序，否则永远不会被改变和丢失。

装载了程序的控制模块可以安装到其它的串口复用器中，同样能正常工作。

也就是说，在生产时，可以在一块电路板上向所有的控制模块批量装载程序，然后将这些控制模块安装到需要它们的串口复用器中去。

5.1.装载程序以前必须具备的条件装载程序以前必须具备的条件向控制模块装载程序，需要具备以下条件：

一块电路板，用它向控制模块提供电源一条编程电缆一台带串口的计算机，安装Windows95/98/NT/2000操作系统装载工具软件rfu.exe要装载的程序mux.bin5.2.装载程序的步骤装载程序的步骤1）将控制模块安装到电路板上。

2）在断电的情况下，用编程电缆将计算机的串口和控制模块的编程口连接起来。

编程口是一个5列的双排插针，其俯视图如下：

连接的时候要将编程电缆上的插座按正确的方向插入到编程口上（一般是将编程电缆的红线对准白色的小圆圈）。

3）接通电路板和计算机的电源，将rfu.exe和mux.bin复制到计算机的硬盘上。

4）运行程序rfu.exe，屏幕显示“RabbitFieldUtility”窗口5）设置通信参数。

打开“Setup”菜单，单击“Communications”，屏幕显示“CommunicationsOptions”对话框。

选中“UseSerialConnection”，表示计算机采用串口向控制模块装载程序，然后再选择合适的串口号和波特率，单击OK按钮完成通信设置。

6）装载程序mux.bin。

打开“File”菜单，单击“LoadFlashImage”，屏幕显示“ChooseFlashImage”对话框，单击“”按钮，屏幕显示“打开”对话框，选择文件mux.bin后，单击“打开”按钮，再单击OK按钮。

屏幕显示“Progress”对话框，表示正在向控制模块装载程序，转载完成后，该对话框自动消失。

7）关闭电路板和计算机的电源。

将编程电缆从控制模块上拔下来。

5.3.检查程序是否能运行检查程序是否能运行首先，确保编程口上没有连接编程电缆（否则控制模块不能执行程序），然后，接通电路板的电源，等待一会儿，观察“运行指示”灯是否开始闪烁，如果运行灯以亮0.5秒、灭0.5秒的频率闪烁，则表示程序已经正常运行。

否则，如果运行灯快速闪烁（亮0.1秒、灭0.1秒），则表示在程序的运行过程中发生了某种错误。

如果运行灯不闪烁，则表示程序没有执行起来。

6.配置串口复用器配置串口复用器串口复用器运行时的配置信息，存贮在文本文件mux.ini文件中，当程序装载到控制模块以后，第一次上电运行的时候，程序会自动创建mux.ini文件。

自动创建的文件只是一个例子，目的是演示配置文件的语法和格式，它不能满足实际的需要，所以我们还要对该文件进行修改。

在自动创建的配置文件中，定义了网络的基本信息，只有了解了这些信息，才能对串口复用器进行下一步的配置，这些信息包括：

IP地址：

192.168.1.192子网掩码：

255.255.255.0用户名称：

root口令：

root6.1.配置前的准备工作配置前的准备工作1）必须具备的条件：

一台带以太网接口的计算机，安装Windows95/98/NT/2000操作系统。

一根交叉连接的网线。

或者是一个HUB和两根普通网线。

操作者会使用FTP命令get和put进行文件下载和上传。

2）将串口复用器和计算机连接到网络上。

若有交叉网线，则不需要HUB，直接将串口复用器和计算机的以太网口用交叉网线连接起来即可。

3）修改计算机的IP地址，使它和串口复用器处于同一个网段上。

例如，可以设置计算机的IP地址为192.168.1.18，子网掩码为255.255.255.0。

4）用ping命令测试计算机和串口复用器的网络连接是否正常，正常才进入下一步。

6.2.下载配置文件下载配置文件由于我们一开始的时候还不了解怎么样编写配置文件，所以，有必要首先将串口复用器中的样例文件下载下来进行学习，在PC机的命令行提示符下，输入下列命令将配置文件下载到C:

目录下（黑体字是我们要输入的内容，输入口令的时候屏幕上不显示任何字符）：

C:

ftp192.168.1.192User（192.168.1.192（none）:

root331PasswordrequiredPassword:

rootftpgetmux.ini226Transfercomplete.ftpquitC:

6.3.修改配置文件修改配置文件配置文件下载下来以后，就可以运行“记事本”程序来打开mux.ini，对它进行编辑，使串口复用器按照我们的要求来工作。

配置文件应如何更改，参见下一段“配置文件的格式说明”。

6.4.上传配置文件上传配置文件配置文件更改、保存以后，在PC机的命令行提示符下输入下列命令进行文件上传：

rootftpputmux.ini226TransferOK.Getnnnbytes.ftpquitC:

新的配置文件上传以后，并不会立即生效，必须要等到串口复用器重新启动的时候才会生效。

重新启动串口复用器的方法有两种，第一种方法是关/开一次电源开关，第二种方法是用telnet登录进去，用reboot命令进行软件复位。

如果在很远的地方对串口复用器进行远程配置，则只能采用后一种方法重新启动它。

具体做法是在命令行提示符下输入：

telnet192.168.1.192NARICOMSerial-MUX1.01hostname:

MUX-NARICOMlogin:

rootpassword:

root#reboot因为在配置文件中包含了网络的基本信息，所以，如果对这些信息进行了更改，则下次配置的时候必须输入新的IP地址、用户名称和口令才行。

7.配置文件的格式说明配置文件的格式说明串口复用器所用的配置文件的名称为mux.ini，该文件的格式和Windows操作系统下ini文件的格式完全一致。

即，文件包含若干个段（SECTION），每个段的开始标志为：

“段名称”，段没有明显的结束标志，在遇到下一个段的开始标志或者文件结束时，就表示段结束了。

每个段包含若干配置项，每个配置项由名称和值两部分组成，给配置项赋值的语法格式为：

“配置项名称=字符串值”。

每个可配置的项目都有缺省值，如果在段中没给配置项目赋值，则程序会自动给该项目取缺省值。

串口复用器每次启动时，都要从配置文件中查找特定名称的段，并从这些段中读取运行时的配置信息，配置信息包括网络配置、串口配置、集群通道配置和复用器配置等。

7.1.网络配置网络配置网络配置的段为network，在本段中，定义串口复用器的主机名称、IP地址、子网掩码、连接用户名和口令等信息，举例说明如下：

networkhostname=MUX-NARICOM/主机名称，缺省值为空ip=192.168.1.192/IP地址，缺省值为192.168.1.192netmask=255.255.255.0/子网掩码，缺省值为255.255.255.0gateway=192.168.1.254/默认网关，缺省情况下无默认网关username=root/用户名，缺省值为rootpassword=root/口令，缺省值为root主机名称最长为31个字符，一般由汉语拼音组成，表示串口复用器的安装地点，如果拼音太长，则用拼音的声母代替。

如果不存在默认网关，要删除或者注释掉gateway当串口复用器检测到telnet和ftp连接请求时，用username和password来验证连接者的身份，只有正确输入了username和password的用户才被允许连接进来进行操作。

7.2.串口配置串口配置串口复用器共有6个串行口，每个串口的波特率、数据位长度、校验方式、握手方式都可以单独进行配置。

在配置文件中，6个串口的名称依次为serial-1，serial-2，serial-6，每个串口的配置信息放在单独的一个段中，段名称和串口名称相同。

每个串口的配置项名称、含义、取值范围、缺省值见下表：

项目名称含义取值范围及含义缺省值baud波特率300192001200databits数据位长度7，88parity检验方式none，无校验odd，奇校验even，偶检验nonehandshake握手方式none，无握手，3线方式rs485，用RTS线控制外部的RS232/485接口转换器flowcontrol，RTS/CTS流控none下图为串口1配置的一个例子：

serial-1baud=1200/波特率为1200databits=8/8个数据位parity=none/无校验handshake=rs485/RS485接口7.3.集群通道配置集群通道配置集群通道配置的段名称为cluster，在这个段中要指定上联接口1和上联接口2使用串行口还是以太网口。

上联接口1的配置项名称为link1，配置方法分两种情况：

若上联接口1使用串行口，则需要指定串行口的编号，其格式为：

link1=串行口编号例如“link1=serial-3”，表示用串口3作为上联接口1。

若上联接口1使用以太网口，则配置格式为：

link1=udp,myport:

本机的UDP端口号,hisip:

对方的IP地址,hisport:

对方的端口号myport和hisport的数值要大于1024，为了简化记忆，一般配置这两个参数等于同一个值。

上联接口2的配置项名称为link2，配置格式和上联接口1基本相同，不同的是，若上联接口2不存在，则不需要对link2进行配置。

下图所示为集群通道配置的一个例子：

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