与多个IP通讯功能允许经由一个串口与多个不同IP地址上的多台设备服务器通讯

问题

串口设备连网后有时需要通过一个虚拟串口与多个IP地址上的设备进行通讯， 例如:

假设在RS485网络上有多个数据采集终端（图1），RS485总线通过485<->232转接器连接在电脑端的COM口， 电脑 上装有一个应用软件可以向终端发送指令，其中包含终端的网络地址，这样就可以和终端进行通讯。 RS485网络上的终端设备都会收到指令，但是只有与网络地址相匹配的终端设备才会回应命令。 这是控制多终端设备网络通讯常用的方法。电脑作为网络 "主控器"，其他终端作为网络"被控制器"。

图 1. 常见 RS485 系统

现在假设要将这些数据采集终端连上网络，比如要通过TCP/IP网络来控制这些设备，最简单的方法就是将RS485总线连接到DS100串口设备服务器，在电脑端创建一个虚拟端口，应用程序通过虚拟串口和DS100与终端设备通讯(图2)。

图 2. 使用DS100和虚拟串口连接RS485系统和网络

可以使用这种方法。 但是这种方法只适合于终端设备之间距离较短的情况。 如果终端机之间的相互距离很远时， 那么RS485的网络连接就会很长，RS485系统与网络的连接 也就没有了意义！更好的解决方法就是将每个终端设备直接连接至一个DS100(图3). 这样的话就不需要进行RS485连接， 然而需要注意的是... ，每个DS100都需要一个单独的 IP地址。但是一个虚拟串口同时只能连接一个IP地址!所以要解决问题就需要创建和终端设备 同样多的虚拟串口。

Fig. 3. 直接连接终端设备至和TCP/IP网络

这种方法也比较麻烦，而且也不一定有效，因为大多数的软件包都不支持 通过多个串口同时进行通讯。所以就需要通过同一个虚拟串口与多个终端设备进行通讯。

解决办法

设备服务器工具包 Release 2.3版本推出的与多个IP通讯功能 可以帮您解决这一问题。与多个IP通讯功能允许经由一个虚拟串口和多个目的IP 通讯，可以根据应用软件发送的数据内容在多个Ip地址间进行切换。每个终端都会有一个 单独的IP地址， 然而在通讯时所有的终端就如仍然连接在RS485网络上一样。让我们以上面的一个终端网络为例来说明问题。

假设网络上有三台终端机，号码分别为1, 2, 3 (号码并不一定要连续)。 假设这几台终端机的协议使用以下命令结构(图4):

图. 4. 在RS485主-从网络模式下的常用命令格式

在所有的通讯协议中，所有的命令都以STX (ASCII code 02Hex)开始，以CR (ASCII code 0DHex)结束。  并且 "压缩"字符(这该例子中就是STX 和 CR)不包含在命令体中，所以他们能 可靠的辨别每个命令的开始和结束。在STX后的头两个ASCII字符中包含终端机的网络地址 ，为ASCII格式(例如 "01" 即为选择终端机 #1, "02" 即为选择 终端机 #2 等等)。

启动与多个IP通讯的功能，虚拟串口可以过滤与网络地址相关的内容(在该例子中是STX+Addr1+Addr2 sub-string)，并且自动切换目的Ip地址。sub-string 包含两个部分：一个固定 Prefix和一个可变Switcher. Prefix决定数据包的开始字符， 以便虚拟串口进行识别。在该例子中是STX字符。Switcher是跟在Prefix后的可变部分， 决定要进行通讯的终端设备。在这里Switcher 包含两个ASCII字符("00", "01",等)。

Prefix是固定部分，所以只能为虚拟串口定义一个string。Switcher是可变部分， 所以可以为一个虚拟串口定义许多个Switcher。每个Switcher都会有一个相应的目的Ip地址。IP地址 之间的转换关系储存在转换表中。每当虚拟串口侦测到应用程序发送的Prefix以及其后的Switcher， 虚拟串口就会开始向相应的Ip地址（根据转换表）发送数据。

例如图3的转换表应该包含三个Ip地址 (图 5)

图. 5. 图 3中的三个终端设备的转换表

逐步设定多个Ip地址

现在为例子中的系统设定虚拟串口:

• 安装新版本的TDST

• 启动 VSP 管理器

• 在 VSP管理器窗口中点击添加虚拟串口- 添加虚拟串口 属性对话框就会打开。（图6)

图. 6. 增加虚拟串口属性对话框

• 为新创建的虚拟端口选择端口号(例如, COM3), 如有必要，可启动 Send On-the-fly serial setting changes to Device Server ，选择与多个IP通讯模式

• 点击 Edit Multi-IP table- 目的IP-地址表窗口就会打开(图 7)

图. 7. 目的IP-地址表对话框

• 在该对话框的顶端可输入Prefix。由于Prefix包含"普通ASCII" 以及不可打印的ASCII, 所以有两个输入框。上边的一 个输入ASCII，下面的一个十六进制的ASCII码。要输入STX字符，您可以 将鼠标指向ASCII输入框， 按 (该组合键输入十六进制的ASCII code 02Hex, 即STX); 或将鼠标指向十六进制输入框，输入"02"。不管您在哪个框输入数据，另一个框中的数据都会发生相应的变化。

• 下表用于输入"switchover" 数据。我们有三个终端设备，所以表中有三个输入栏。 按添加按钮， 编辑IP Switch对话框就会打开(图8)

Fig. 8. Edit IP-switch dialog

• 对话框顶部有两个(now familiar)输入框，可输入ASCII 或HEX格式的Switcher string， 这里我们要输入的是数据就是"01"

• 接下来的两个输入栏用于输入可代替第一个的string。有时可能需要使用其他数据代替Switcher 数据。但是现在还不在我们的考虑之列，所以不需要填写Subst ID。

• 最后，您需要输入与终端设备#1相连的DS100的IP地址和数据端口号。 您可以将数据输入目的Ip地址输入栏中，或者点击选择目的DS，从列表中选择串口设备服务器。

• 点击OK，关闭对话框，添加另外两个线路到列表中(终端 #2和 #3)。最后的结果可能如图9所示。

图. 9. 进行相关安装，与例子中的三个终端通讯

• 按OK- 完成安装。注意，你可以将虚拟串口的配置保存到文档中(在虚拟串口属性对话框中，有两个新的按钮 Save和Load，用于储存配置)

具体操作

按照以上指示进行虚拟串口的安装，应用程序发送的数据会自动找到三个不同的Ip地址。图10为一个路径示例。最左边的一栏为应用程序使用虚拟串口发送的数据，第2，3，4栏为分别与串口设备（#1,#2,和#3）相连的DS100输出的数据 很重要的一点是Prefix + Switcher是怎样运行的。当Prefix sub-string的第一个字符被侦测时，虚拟串口停止数据发送，直到接收 到完整的Prefix + Switcher。因为Prefix是以下Switcher的一部分。在收到switcher和明确目的IP地址以前，Prefix不能被发送!

图 10. 图3中三个终端机，多个IP通讯路径示例

还应注意的几点:

• 打开虚拟端口以后，如果应用程序没有及时发送有效的Prefix + Switcher，但是输出一些数据，虚拟端口会删除这些数据。

• 在与一个目的地址建立联系后（例如已经发送有效的Prefix + Switch），如果应用程序发送一个不完整的Prefix 或无效的Switch，虚拟端口会继续向同一个目的IP发送数据。

距离不是问题

与多个IP的功能允许通过一个虚拟端口建立一个虚拟网络。在物理上 DS100 (以及与其连接的串口设备)之间的距离没有限制。 然而应用程序仍然可以与串口设备通讯，与物理网络连接一样。