Sendo o mais antigo meio de comunicação entre dispositivos electrónicos, as portas de série são amplamente utilizadas no domínio industrial. Atualmente, o equipamento de barramento de porta série no local no domínio industrial continua a ter uma quota muito elevada. Com o rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a quantidade de dados de comunicação de informações aumentou, e as deficiências da distância de comunicação em série e da taxa de transmissão lenta tornaram-se gradualmente proeminentes. Por conseguinte, o equipamento que converte os sinais da porta de série em sinais Ethernet surgiu com o passar do tempo.
O servidor de porta série é um conversor de interface de comunicação que efectua a conversão de dados entre a porta série e a rede TCP/IP. Proporciona uma transmissão de dados transparente bidirecional entre a porta série e a Ethernet. Também fornece a função de porta de série para rede, permitindo que o dispositivo de porta de série se ligue imediatamente à rede.
Série para 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: O modo TCP adopta um mecanismo fiável de transmissão de dados, pelo que pode garantir que os dados estão basicamente isentos de erros e perdas de bits. Na comunicação TCP, esta deve ser composta por duas extremidades da comunicação, uma das quais é o cliente TCP e a outra é o servidor TCP.
Modo UDP: O modo UDP baseia-se num modo de não ligação. Desde que haja dados para enviar, estes podem ser enviados sem ligação prévia. Assim, este modo está mais próximo do método de comunicação da porta de série. No entanto, o protocolo UDP não pode garantir que os dados não se percam e é propenso a erros de bits.
Quais são as definições de série para Ethernet e série para TCP/IP?
De um modo geral, a porta série é uma UART, que na realidade apenas define as especificações da camada de ligação de dados, ou seja, o bit de arranque, o bit de dados e o bit de paragem. No entanto, as diferentes camadas físicas estão divididas em: Porta serial TTL, porta serial RS232, porta serial RS485, etc.
Porta série TTL: É uma porta série para comunicação de dados entre chips MCU. Representa 1 com 5V (ou 3,3V) e 0 com GND.
Porta série RS232: É uma porta de série que permite a comunicação entre dispositivos. Altera principalmente a tensão do sinal de 0~5V para ±15V (na verdade, é geralmente ±12V). O aumento da tensão aumenta a distância e a fiabilidade da transmissão de dados.
Porta série RS485: É uma porta de série que permite a comunicação a longa distância e pode efetuar a transmissão de dados ao longo de milhares de metros. A sua principal caraterística é substituir o sinal de modo comum RS232 (a tensão entre a linha de sinal e o GND) por um sinal de modo diferencial (a tensão entre as linhas A e B), para que possa resistir à interferência de modo comum e conseguir uma transmissão de longa distância. .
Se for dividida de acordo com o modelo de 7 camadas da ISO (camada física, camada de ligação de dados, camada de rede, camada de transporte, camada de sessão, camada de apresentação, camada de aplicação), a porta série inclui, de facto, apenas a camada física e a camada de ligação de dados. O protocolo TCP/IP deve pertencer à camada de rede e à camada de transporte. Assim, a conversão da porta série em TCP/IP não é exacta. A Ethernet pertence à camada física e à camada de ligação de dados, pelo que a conversão de porta série em Ethernet é mais exacta.
