串口網橋在集中監控系統中的應用方案

在傳統的集中監控系統中，一般通過Modem 或E1 等進行數據傳輸。隨著網絡技術的發展和網絡在各行各業的普及，通過網絡進行遠程監控和遠程數據采集成為一種最經濟最可靠的方式。但由于網絡跟傳統通訊方式的工作模式和工作原理相比具有更好的優勢，因此為了充分發揮網絡通訊的優勢，基于網絡的遠程監控和遠程數據采集可以采用一些更加高效和可靠的軟件設計方案。本文以下以深圳市宇泰科技有限公司生產的串口服務器為例，對于網絡的遠程監控和遠程數據采集的系統設計方案進行一些探討。

首先我們了解一下串口服務器的功能串口服務器是一個RS232 與TCP/IP 的協議轉換器在集中監控系統中的應用方案。它提供RS232 到網絡和網絡到RS232 的透明數據傳輸串口服務器，向上提供10M 以太網接口向下提供1 個標RS232串行口內部集成。ARP,IP,ICMP,TCP,UDP,DHCP,SOCK5 等協議支持網關和代理服務器。

C2000 Plus S232/1 TW 有三種工作模式：
1. 作為TCP 服務器轉換器在指定的TCP 端口上監聽平臺程序的連接請求
2. 作為TCP客戶端轉換器上電時主動向平臺程序請求連接
3. 自動方式轉換器一般工作在TCP 服務器模式。

當轉換器收到串口數據時，自動切換到TCP 客戶端模式轉換器向平臺程序，請求連接并將數據傳送到平臺。傳送完后轉換器自動切換回TCP 服務器模式監控中心。應用程序可以通過三種方式和串口服務器轉換器進行數據通訊

1.使用Socket(套接字)

2.本公司提供的ActiveX 控件SockServer.ocx 3.虛擬串口
一系統結構使用
串口服務器的基于網絡的遠程監控和遠程數據采集的系統結構如下：
監控平臺負責與現場設備通訊接收各種現場設備信息和控制現場
設備并把經過處理后的數據保存到數據庫數據服務器運行數據
庫系統同時通過WEB 服務器向數據查詢終端提供數據數據查
詢終端通過瀏覽器或專用查詢工具查詢所需要的信息
二軟件設計方案
由于監控中心應用程序可以通過三種方式和串口服務器轉換器進行，數據通訊本文以使用控件SockServer.ocx 與串口服務器通訊為例說明平臺軟件的設計方案使用Windows Socket 與串口服務器通訊與使用控件與串口服務器通訊可以采用相同的軟件設計方案：
一. 首先監控中心軟件要能識別現場設備現場設備必須具有一個唯一的標識一般來講可以采用以下三種方式標識現場設備
1 使用串口服務器的MAC 地址標識現場設備該方式只適用于使用控件的情況
2 使用現場設備自己的序列號該序列號對于每個現場設備必須是唯一的這種方式可以同時適用于使用控件和使用Win Socket的情況
3 使用串口服務器 的IP 地址標識現場設備但這樣要求每個現場設備分配一個固定的IP 地址這樣做在很多情況下會帶來網絡資源浪費和網絡管理及維護的困難一般不推薦使用此方式這種方式可以同時適用于使用控件和使用Win Socket 的情況
二.在傳統的遠程監控和分布式數據采集細途中一般采用主機輪詢的方式進行數據通訊。這樣做的目的主要是為了解決總線和資源如串口Modem 競爭的問題。但總線和資源競爭的問題在網絡環境中已經不存在了，因此在網絡條件下完全可以采用基于事件驅動的更加高效的通訊方式。具體來說就是串口服務器和平臺軟件建立TCP 連接的過程中將平臺軟件作為TCP 服務器時與平臺軟件連接的串口服務器設置為TCP 客戶端的工作方式。平臺軟件在指定TCP 端口上被動的等待串口服務器的連接，請求串口服務器上電時主動向監控平臺請求建立TCP 連接。

監控平臺軟件在收到連接請求后，建立TCP 連接并且連接。一旦建立除非監控平臺軟件主動要求斷開連接，否則連接一直保持。這樣可以保證監控平臺軟件和串口服務器之間的數據通訊管道一直存在。由于TCP 連接建立后，如果不進行數據通訊它不占用任何網絡資源。因此采用這種方式不但可以保證用戶程序和串口服務器之間的通訊，可以時實進行而且不會增加任何網絡負擔。由于監控平臺軟件和串口服務器之間的TCP 連接一直存在，因此現場設備如果有數據需要傳送到監控平臺時，它隨時可以與監控平臺進行通訊。即使有兩個或多個現場設備同時向監控平臺發送數據，也不會造成任何問題。因為監控平臺與每個串口服務器的TCP 連接都分別由不同的Win Socket 進行管理，當某個TCP 連接收到數據時相應的Win Socket 會通過接收數據事件通知平臺軟件進行數據處理。當同時從幾個連接收到數據時，這些TCP 連接相對應的WinSocket 會分別產生接收數據事件，這些事件進入平臺軟件的事件隊列由平臺軟件分別進行處理。當監控平臺有數據需要傳送到現場設備時，監控平臺隨時可以向現場設備發送數據而不必理會其它現場設備和平臺軟件的通訊狀態。通過這種基于事件驅動方式，設計的遠程監控系統當現場設備產生報警信息時現場設備可以立即將這個信息傳送到監控平臺，而不必等到監控平臺輪詢到該現場設備時才傳送，這樣就大大提高了系統的響應速度。特別是當系統中現場設備數量較大時，效果更加明顯。同時由于避免了輪詢點名系統中網絡通訊的數據量大大減少節約了網絡帶寬，也就意味著節約了網絡資源和網絡投資(雖然點名時傳送的數據很少但在網絡通訊中即使只有一個字節的有效數據它產生的一個以太網數據包也超過512 字節因為不足512個字節時協議自動用無用數據填充而在輪詢點名的系統中會產生大量的這種數據包使網絡的效率下降)。
三. 平臺軟件基于事件驅動時的通訊處理流程如下
1 通過串口服務器的MAC 地址標識設備將串口服務器的工作方式設置成TCP 客戶端
2 通過現場設備序列號標示設備將串口服務器的工作方式設置成TCP 客戶端