Como primer medio de comunicación entre dispositivos electrónicos, los puertos serie se utilizan ampliamente en el ámbito industrial. En la actualidad, los equipos de bus de puerto serie in situ en el ámbito industrial siguen teniendo una cuota muy elevada. Con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, la cantidad de datos de comunicación de información ha aumentado, y las deficiencias de la distancia de comunicación en serie y la lentitud de la velocidad de transmisión se han vuelto gradualmente prominentes. Por lo tanto, los equipos que convierten las señales de puerto serie en señales Ethernet surgieron a medida que los tiempos lo requerían.
El servidor de puerto serie es un convertidor de interfaz de comunicación que completa la conversión de datos entre el puerto serie y la red TCP/IP. Proporciona una transmisión de datos bidireccional y transparente entre el puerto serie y Ethernet. También proporciona la función de puerto serie a red, permitiendo que el dispositivo de puerto serie se conecte a la red inmediatamente.
De serie a Ethernet is not a simple conversion between the physical layer and the data link layer. Since the serial port protocol itself does not have a network layer and a transport layer, serial port to Ethernet actually uses the serial port data as TCP/IP application layer data and uses TCP/IP to encapsulate and transmit it. The application layer data of TCP/IP is the truly effective data that TCP/IP wants to transmit. For example, what the user receives and sends through the recv() and send() functions of the socket is actually application layer data. In this way, users who convert the serial port to TCP/IP can use the recv() and send() functions to send and receive serial port data.
But TCP/IP is not just as simple as recv() and send(). Depending on the working mode, it is related to connection, shutdown, monitoring, etc. This is the part that needs to be added after the serial port is transferred to the network port. The working modes of TCP IP can be divided into: TCP server mode (TCP Server), TCP client mode (TCP Client), and UDP mode.
Modo TCP: El modo TCP adopta un mecanismo de transmisión de datos fiable, por lo que puede garantizar que los datos estén básicamente libres de errores y pérdidas de bits. En la comunicación TCP, debe estar compuesta por dos extremos de la comunicación, uno de los cuales es el cliente TCP y el otro es el servidor TCP.
Modo UDP: El modo UDP se basa en un modo sin conexión. Mientras haya datos que enviar, se pueden enviar sin conexión previa. Por tanto, este modo se acerca más al método de comunicación por puerto serie. Sin embargo, el protocolo UDP no puede garantizar que los datos no se pierdan y es propenso a errores de bits.
¿Cuáles son las definiciones de serie a Ethernet y de serie a TCP/IP?
En general, el puerto serie es una UART, que en realidad sólo define las especificaciones de la capa de enlace de datos, es decir, el bit de inicio, el bit de datos y el bit de parada. Sin embargo, las diferentes capas físicas se dividen en: Puerto serie TTL, puerto serie RS232, puerto serie RS485, etc.
Puerto serie TTL: Es un puerto serie para la comunicación de datos entre chips MCU. Representa 1 con 5V (o 3.3V) y 0 con GND.
Puerto serie RS232: Es un puerto serie que realiza la comunicación entre dispositivos. Principalmente cambia el voltaje de la señal de 0~5V a ±15V (en realidad suele ser ±12V). El aumento de la tensión aumenta la distancia y la fiabilidad de la transmisión de datos.
Puerto serie RS485: Es un puerto serie que realiza la comunicación a larga distancia y puede realizar la transmisión de datos a miles de metros. Su principal característica es sustituir la señal de modo común RS232 (la tensión entre la línea de señal y GND) por una señal de modo diferencial (la tensión entre las líneas A y B), de modo que puede resistir las interferencias de modo común y lograr una transmisión a mayor distancia. .
Si se divide según el modelo de 7 capas de ISO (capa física, capa de enlace de datos, capa de red, capa de transporte, capa de sesión, capa de presentación, capa de aplicación), el puerto serie en realidad sólo incluye la capa física y la capa de enlace de datos. El protocolo TCP/IP debería pertenecer a la capa de red y a la capa de transporte. Así que convertir puerto serie a TCP/IP no es correcto. Ethernet pertenece a la capa física y la capa de enlace de datos, por lo que puerto serie a Ethernet es más preciso.
