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好灵通即时通信: 串口远程通信的革命

---串口通信的远程组网最佳方案

武汉波仕电子有限公司
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    传统的通信技术越来越受互联网的影响——从我们手中的电话到我们的阅读方式。
 
    比如IP电话或者带语音通话功能的即时通信软件已经可以让传统的长途电话费用降到几乎为0,数字图书或者数字杂志、数字报纸与传统的纸质媒体相比较费用也几乎为0。
 
    同样传统的RS-232、RS-485串口的远程通信在网络即时通信技术的帮助下可以实现几乎0硬件成本和几乎无限远距离的远程通信。好灵通串口即时通信(图1)就是这样一种专门为基于网络的实现串口远程通信的即时通信软件,包括互联网版和局域网版。
 
    如果说在上一个10-20年里,整个工业界经历了一场从模拟到数字领域的转变,那么今后的10-20年里,将是数字领域到互联网领域的转变。一个涵盖了电子硬件、软件,IC以及传感器的融合与信息交换的通信新世界。
 
    是什么使这种改变如此不可抗拒,看起来没有任何行业能够阻止它的脚步?这当中有很多原因,从快速的物流和服务,到巨大的生产力。无论如何,最重要的还是性价比。事实证明,互联网技术带来更快的增长率,每当互联网的节点数增长10倍的同时,整个网络所传递的信息数量将是100倍,而每个节点的价格将降低到0.1倍。任何拒绝“internet化”进程的行业都要承担被淘汰的风险。
 
    从近距离到远程,我们回顾一下串口通信的传统实现方式。15米以内,我们可以直接用RS-232电平和TTL电平;1200米内,我们可以用RS-485电缆。4千米以内,我们可以用多模光纤,也可以用CAN总线。40千米以内,我们可以布单模光纤。更加远的距离呢?理论上我们可以加中继,但是远距离布线以及为中继器供电的成本呢?考虑到土地、道路、管道等的施工、实际上布超过10千米的专门用于串口通信的工程已经是非常困难的。
 
 
图 1. 从USB口扩展串口的转换器。
 
 
    近距离地审视现在的串口通信方式,同新兴的IT技术相比,我们的方式仍然固守电子时代的“前IT”技术,远远缺少互联网技术的渗透。尽管具有串口的单片机的数量也许累计超过了目前地球人口的数量,其中形成串口节点互连设备也是至少数以百万计,但串口通信仍然主要依靠现代计算机与互联网时代之前的电子时代的技术来控制。但是,随着新的网络技术的深入,特别是IPv6即将在2015年前普及,串口通信的互联网化的革命已经启航。这种变革会带来更高的性能,更低的花费,以及完全不同的新特征,例如每个串口都将分配一个独立的互联网IP地址,我们将来要识别的多机通信地址不再是自己用软件编程来分配的,甚至传统的COM口的号码也不是COM1、COM2等,而是自己的IPv6地址。尽管仍然处于初级阶段,但互联网革命已经不可否认的开始了,没有任何电子行业能够忽视它的存在。
 
    将串行口进行互联网化的第一步是具有串口通信功能的即时通信软件。非常志豪的是,它已经首先出现在我们中国,名字叫做好灵通:串口即时通信。好灵通本身也是一款功能齐全的即时通信软件,每个用户分配一个好灵通号码,同时也对应一个串口,无论这个串口在世界的任何角落,只要配这个串口的计算机可以上网。好灵通串口借助于互联网可以分布在全球,并且与用户自己的串行口对接,用好灵通软件建立“好友聊天”,并通过因特网将用户的串口信号进行发送和接收。我们将这一过程形象地成为世界范围内的“串口的远程透明传输”。满足实现这一切的技术要求不再是简单的尝试。好灵通软件需要将接收到的串口数据进行实时、精确的读取、存储,以及拆解为适合internet传输的TCP/IP包,还要足够的通讯带宽和专门的互联网服务器来可靠地传送数据包,对方的“好友”计算机还得继续信息的复原处理。所有的这些需求都是为了让远距离的双方的串口感觉就像使用一条串口通信电缆直接连接一样的透明。由于中间环节为TCP协议的IP包,这种好灵通串口通信甚至可以实现不同速率的串口透明传输,这是传统的方法无法实现的。由于串口通信速率一般最高为115.2K字节/秒,这对于已经普及的(ADSL)2M宽带上网来讲,完全可以保持数据的实时性和准确性。
    基于互联网即时通信的串口远程通信可以在未来十年内保持技术的领先。设想一下,我们未来的家电、摄像头、甚至照明电器都将具备RS-232口,借助于互联网版好灵通,我们就可以从办公室实时控制或者监视这些设备。注意好灵通和对于其它正在尝试的远程摄像头、远程“云打印”技术的优势在于通用性,只要设备具有RS-232口即可。RS-232和RS-485作为传统的最为普及的工业通信接口,由于其通信协议的简单明了和易于使用,加上随着带串口的单片机的巨量使用,在未来的10-20年都不会消失。将来好灵通的普及也会继续延长RS-232和RS-485的生命。
 
 
图 2. 基于互联网的串口即时通信软件:好灵通v5.0版本 。
 
    大部分情况下,串口的远程通信也许没有超过企业的局域网本身的距离。由于有线局域网技术、工业以太网技术的持续发展,现在构造一个足够远、节点足够多的企业局域网已经是很普及的技术。这个局域网内,不仅传输企业的管理信息数据,还可以借助局域网版的好灵通即时通信软件来传输串口信号。局域网好灵通即时通信相对互联网版好灵通的优势在于:1、保密性好。由于局域网通信可以与互联网隔离,保证了企业内部信息不会再互联网上泄露,同时也不会有从互联网上发起的黑客攻击等。  2、速度更快。局域网已经普及100M甚至1000M速率,远远高于ADSL的2M。  3、可靠性高。局域网版好灵通采用了不依赖任何服务器的技术,也就是每个用户在通信时互为服务器和互为客户端,只要局域网的网络线路可靠连接即可保证可靠通信,而互联网版的好灵通必须通过互联网连接专门的服务器。4、支持多机通信。局域网版的好灵通具有“广播”功能,就是向局域网内所有好灵通用户群发信息。
    将串口通信网络化的下一步是通过即时通信软件来进行控制。原来的串口通信的地址变成为了“好友”的昵称。这将大大简化原来需要识别地址的软件编程。同样,局域网版的好灵通也具有支持不同速率的节点的通信,这一点上传统方法无法实现的。这样,新一代基于局域网的串口通信网络就建成了。
    在全世界范围内,串口通信网将要经历巨大变革,传统的MODBUS协议将让位于好灵通串口即时通信软件。工业计算机将从传统的中心控制主机直接冲到工业测控的第一线,其体积将减小到智能手机大小,也许将来就是具有RS-232串口的智能手机。无论是windows、android还是其他操作系统都可以,只要安装相应版本的好灵通软件,由于在用户看来好灵通实现的是串口透明传输,就与使用直接电缆连接的编程是一样的,甚至更加简单。
 
 
图 3. 基于局域网的串口即时通信软件:好灵通v1.1版本 。
 
    未来的计算机将在工业通信领域充当今天单片机的角色,将来的串口通信不再需要今天这样复杂的单片机编程。由于具有操作系统,只要安装好灵通即时通信软件就可以方便实现工业通信。

 

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