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以太网串口转换器进入无线WiFi时代

武汉波仕电子有限公司
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         如果我们预言十年后计算机将被平板电脑代替,那么RJ-45有线以太网接口就肯定会消失。自从以太网端口消失在平板电脑上后,人们对WiFi无线网络的需求就出现了从“备用”变成了“唯一选择”。

  WiFi所创造的网络接入能力,已经远远超过了有线网络而过往之所及,甚至大有取而代之之势。仅仅几年的时间,通过WiFi接入互联网的用户 数就超过了有线网络。如今,在家、公司、咖啡馆、机场、广场,无线网络正在全面地覆盖我们的生活。也许读者您现在就是通过WiFi联网的计算机在阅读本文呢!

  平板电脑今年的出货量将超过5000万台。这意味着,拥有这类终端设备的用户,将完全依靠无线方式连接到互联网和网络应用,而WiFi接入方式会成为用户的首选。

  WiFi:无线局域网标准的形成

  透视WLAN(无线局域网)技术的发展史,我们可以看到WiFi的形成过程。

  我们今天所使用的无线网络,并不是近十年发展起来的技术。无线网络的发展史可以追溯到五十年前,当时美军首先开始采用无线信号传输资料,并且应用了高强度的加密技术。随后,很多研究人员便从这项技术中得到了灵感。

  1971年,夏威夷大学的研究人员开创出了第一个基于封包式技术的被称作ALOHNET的无线电通信网络,可以算是早期的无线局域网络 (WLAN,就是现在的WiFi)。这个最早的WLAN虽然只包括了7台计算机,但却可以横跨四座夏威夷的岛屿,无线局域网络由此诞生。

  上世纪70年代中期,无线局域网发展前景逐渐引起了商业市场的注意,并被大力开发,市场需求的变化开始正式成为主导这类技术演进的动力。进入 80年代后,以太局域网应用得到了迅速的发展,但是其自身的不足也开始越来越突出,而无线技术的优势反而得以彰显。不少 来自PC领域的厂商开始关注无线网络,在市场的驱动下,无线网络开始登上了民用网络的舞台。

  当市场出现规模化需求后,标准便会随之诞生。上世纪80年代末、90年代初,WLAN架构主要是基于IEEE802.3标准(就是有线以太网的标准)所开发的。但由于技术上的不足,早期研发的产品,存在易受其它微波噪声干扰、性能不稳定、传输速率低、不易升级等问题,不同厂商的产品相互间也不兼容,这些问题导致无线网络一直被当做有线以太网的一种补充,无线网络的应用和发展受到了一定的制约。

  无线局域网发展史上真正具有里程碑意义的一次变革,是1997年6月IEEE802.11标准的出台。802.11标准提出了“一点对多点接 入”、“点对点中继”等工作模式,这才真正提供了一种能够让无线网络替代有线网络的高效、高速的解决方案。这一标准为无线局域网技术的发展奠定了基础。在各种技术交织的战国时代,各种无线局域网技术竞相绽放,WLAN、蓝牙、HomeRF、UWB等,但只有IEEE802.11系列的WLAN是应用最广泛的。WiFi是一种可以将个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术。WiFi是一个无线网路通信技术的品牌,由WiFi联盟(WiFi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。现时一般人会把WiFi等同于IEEE 802.11,甚至把WiFi等同于WLAN无线局域网。

  1999年9月,802.11b标准的正式出台推动了无线应用的新进程,它不但提供了更快和更稳定的接入方式,而且成本也不高,为WiFi技 术广泛应用于家庭和企业内部提供了可能。但其最大的缺点是不能担起大容量数据传输的重任,于是随后能够实现更快传输速度的IEEE 802.11a标准便应运而生,但因其自身的不足,这个标准一直被视为是对802.11b的补充。

  2003年9月,802.11g标准获得正式批准,使得无线局域网的应用跨入了一个新纪元。在吸取了11b和11a两个标准的优点后,802.11g还同时克服了以往标准的不足,实现了速率高达108M的突破。

2009年,能够使无线局域网达到以太网性能水平的802.11n标准出台。它实现高带宽、高质量的WLAN服务。在传输速率方 面,802.11n可以将WLAN的传输速率提升到600Mbps。得益于将MIMO(多入多出)与OFDM(正交频分复用)技术相结合的MIMO OFDM技术,无线局域网的传输质量和传输速率得到极大提升。通过采用的智能天线技术,WLAN用户得以接收到稳定的信号,并大幅减少了其它信号的干扰。 其覆盖范围更是扩大到几平方公里,极大提升了WLAN的移动性。此外,802.11n标准还解决了不同系统的基站与终端之间的兼容性问题。这些特性让 WLAN与无线广域网的结合成为可能。今天,各大运营商纷纷扩建WiFi网络,正是因为其能够与3G网络结合,帮助蜂窝网络分担数据流量。

以太网串口转换器的历史

 

目前计算机的以太网接口已经大量使用,一般每台计算机都至少有一个以太网口。在工业通信领域,以太网口已经开始逐步占领传统的RS-232/RS-485、CAN、USB等通信接口的市场。在以太网技术逐步普及于工业通信的今天,我们以波仕电子产品为代表介绍了几代典型的以太网/串口产品的发展,包括:以太网/RS-232/RS-485/RS-422通用转换器,光电隔离的以太网/ RS-232/485/422通用转换器,以太网口/串口光纤转换器。

  波仕电子以太网/串口转换器(型号:ETH232L1)用于将一个以太网口转换成为RS-232RS-485(半双工)或者RS-422口(全双工),如图1。波仕ETH232L1微型以太网/串口转换器具有超小型的专利外形(80*23*47mm)、RS-232、RS-485、RS-422通用(配有接线端子),可以虚拟成为本地COM串口(COM1-COM256)、无须修改已有的串口通信软件。同时配套有通信源程序(VC++,VB、BC可以嵌入用户通信程序)以及以太网虚拟串口影射程序。

  

 

图1

 

 

 

 

 

 

 

ETH232L1产品具有以下基本性能特点:虚拟串口,超小型。ETH232L1主要是为以太网的远程工业通信而设计的,由于有RS-485或者RS-422接口所以通信距离增加到了1200米(9600bps时)。随后波仕电子推出的型号为ETH232GH的产品增加了光电隔离,可以实现以太网-电源-串口的三方隔离,外形及使用均与ETH232L1一样。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                图2

 

 

 

 

 

波仕电子的型号为OPET232L1的以太网/串口光纤转换器可以从以太网口直接转换出一对光纤收发头用于传输串口信号(如图2外形和驱动程序同波仕ETH232L1系列转换器。由于OPET232L1光纤传输的还是串口信号,所以必须成对使用或者与波仕的OPT系列串口/光纤转换器配对使用。OPET232L1与常见的用于网络通信的以太网光纤收发器是不一样的。OPET232L1的串口速率为1200、2400、4800、9600、……、115200bps。常见的以太网光纤收发器传输的是TCP/IP协议的以太网信号,它们的速率是10M100M或者1000M。而TCP/IP通信协议相对串口通信来讲比较复杂、每桢的数据量太大、而且关键是实时性较差。波仕电子的以太网/串口光纤转换器由于采用RS-232串口通信协议所以更加适合于工业测量与控制领域的光纤通信。

 

 

 

 

WiFi串口转换器的出现

 

波仕电子的WF232L型WiFi串口转换器(如图3)为RS-232/485/422设备的移动联网开拓了新的领域,免除了繁琐的布线工作,增加了串口设备联网的灵活性,将需要联网的串口设备带入了移动互联的新时代!

 

 

 

 

                                                                   图3

 

 

     2011年 ,波仕电子推出无线WiFi串口转换器,采用IEEE802.11b/g技术,利用现有的无线AP,将任何串口设备随时,无布线地,灵活机动地联网。只要将传统的RS-232/485/422串口设备插入WF232L的串口,该设备就可以无布线地立即联结到无线以太网,或互联网里而受到远程监控。 WF232L不但可以通过无线的Ad-Hoc方式两两互联,而且还可以通过无线的Infrastructure方式联结到AP(无线接入点)上网,扩充能力强。用很少的投资,就可以将无联网能力的串口设备成为网络级的串口设备,焕发了它们的生命力,节省了投资成本。

 使用WF232L的串口设备可以广泛地应用在POS销售网点,串口打印机、串口LED显示屏、保安设备生产商和系统集成,医疗设备生产商和系统集成,货场分布系统/物流控制系统,工业自动化应用领域和任何串口设备无布线的远程联网环境。随着串口设备有线连网服务器市场的蓬勃发展,对串口设备无线连网服务器需求量也越来越大,WiFi串口转换器就是顺应潮流而发展起来的。  使用IEEE802.11b/g无线数据传送,IT管理人员和服务经理就可以在网上对设备进行远程监控,诊断,升级和管理。任何串口设备都可以进行无线连接,特别是在医疗系统,POS销售终端和物流系统这样一些要求高度灵活移动的环境里,同时也显得更加重要。另外,在建筑工地, 大厦内和工业自动化环境,布线是很麻烦的,有时也是不可能的,无线联网就大有可为。因此,无线联网也为分布式计算开辟了新的路径。为了访问本地网或互联网,WF232L整合了TCP/IP网络堆栈并且内建了Web服务器,方便进行配置,显示操作情况和进行诊断。其串口速率可 以达到工业界的最高速率从1200到115200bps。提供一个DB9针串口,RS-232/422/485三合一,也提供WEP加密措施。

    波仕WF232L无线WiFi/串口转换器将无线AP的WiFi信号转换成RS-232、RS-485或RS-422串口。WF232L采用高性能低功耗IEEE802.11b/g无线通信芯片,内置高性能微处理器实现串口数据的透明传输,工作于2.4GHz全球开放ISM频段免许可证使用,可广泛应用于各种场合的短距离无线通信、工业控制领域。产品本身可将自己的串口接到计算机后用配置程序进行通信速率、格式、编码等的设定,无须其它任何编程装置。WF232L既可以一对一通信,也可以多机通信,多机通信方法相当于多个独立地址的串口。 使用无线通信的移动特性和宽带优势,WF232L也能代替以太网-串口转换器,通过WiFi网络,直接与串口设备进行端对端的通信。

 

 


 

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