以太網(wǎng)串口服務(wù)器ESP904的特性及其在ROV上的應用

摘要：介紹了以太網(wǎng)串口服務(wù)器ESP904的特點(diǎn)和性能，同時(shí)結合HYSUB130-4000 ROV系統開(kāi)發(fā)，介紹了ESP904在其控制系統上的應用。
關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)；串口服務(wù)器；ESP904；ROV

0 引言
隨著(zhù)工業(yè)以太網(wǎng)的迅猛發(fā)展，各種家電設備、儀器儀表以及工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的數據采集和控制設置正在逐步走向網(wǎng)絡(luò )化，以實(shí)現網(wǎng)絡(luò )資源共享。但是，由于工業(yè)生產(chǎn)中很多儀表設備都采用嵌入式系統，只能提供串口通信，而無(wú)法直接連接到以太網(wǎng)上，所以，以太網(wǎng)串口服務(wù)器在工業(yè)以太網(wǎng)和儀表設備之間具有非常重要的橋接作用。
以太網(wǎng)串口服務(wù)器可以將配有串口的設備連接到局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中，并實(shí)現儀表設備的串口數據幀和以太網(wǎng)數據幀之間的相互轉換和發(fā)送，從而通過(guò)以太網(wǎng)啟動(dòng)工業(yè)設備的串口，將工業(yè)生產(chǎn)中的遠端設備所發(fā)送的串行數據傳送到任何一臺計算機上，就像它們近在咫尺一樣。目前，以太網(wǎng)串口服務(wù)器的開(kāi)發(fā)和應用非常普遍，其中以美國B(niǎo)B公司提供的以太網(wǎng)串口服務(wù)器ESP904的應用較為典型，它利用因特網(wǎng)的高帶寬、遠距離等特性，可以讓傳統的RS-232／422／485設備立即聯(lián)網(wǎng)，并在任何位置通過(guò)網(wǎng)絡(luò )來(lái)管理和配置遠程的串口設備，因而是工業(yè)應用的理想選擇。

1 ESP904的主要特性
ESP904是BB公司專(zhuān)為苛刻的工業(yè)環(huán)境應用而設計的VlinxTM ESP系列以太網(wǎng)串口服務(wù)器，該器件具有由IP30認證的輕巧堅固的金屬外殼，可支持TCP服務(wù)器、TCP客戶(hù)端、UDP、虛擬COM和配對(Pair)模式，并可自動(dòng)偵測10／100Mbps以太網(wǎng)端口，而且安裝便捷。它可以通過(guò)ESP管理器、Web和Telnet控制臺管理以進(jìn)行遠程升級或恢復默認設置，也可以對控制模式進(jìn)行遠程手動(dòng)管理，并可通過(guò)LED指示燈提供快捷的運行狀態(tài)顯示。設計時(shí)，可以通過(guò)軟件選擇RS-232、RS-422或者RS-485端口，而且，半／全雙工皆可。此外，ESP904還帶有局域網(wǎng)RJ45接口和串口DB9公頭接口，可管理并支持多個(gè)TCP連接，也可為windows NT／2000／XP／VISTA提供虛擬COM驅動(dòng)。
如果已經(jīng)有一個(gè)串口設備，并處于以太網(wǎng)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中，那么，就可以用串口服務(wù)器與該串品設備相匹配。就好像控制室的計算機顯示設備直接連到監控器上一樣，這樣，不需要離開(kāi)辦公桌就可以使其發(fā)揮更大功能，甚至可以在局域網(wǎng)之外通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行故障診斷。ESP9 04四端口以太網(wǎng)串口服務(wù)器提供有以太網(wǎng)到RS232＼RS422＼RS485的串口連接，可通過(guò)局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)使用直接IP模式、虛擬COM模式或者配對(Pair)模式進(jìn)行連接。
虛擬COM口模式使用ESP管理器軟件中的Install Virtual COM來(lái)在windows中安裝驅動(dòng)程序，新的COM口會(huì )出現在計算機的Windows設備管理器中，這樣就在局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)中的計算機和以太網(wǎng)串口服務(wù)器的IP地址間創(chuàng )建了一個(gè)虛擬的連接。Windows應用程序使用標準Windows API指令并通過(guò)這個(gè)虛擬連接來(lái)實(shí)現通訊，從而與ESP904上一個(gè)端口的遠程串行設備相連以進(jìn)行通訊。連接建立后，局域網(wǎng)對程序和串口設備來(lái)說(shuō)就是透明的，這就好像這些串口設備與PC上的物理COM口直接連接一樣。虛擬串行端口軟件可將應用數據轉換為IP數據包，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送到ESP904，ESP904又可以將IP數據包轉換為串行數據，并把數據發(fā)送到ESP904上的串行端口。使用這種模式，ESP904必須設置為T(mén)CP服務(wù)器或者UDP服務(wù)器并指派通訊端口號，虛擬串口驅動(dòng)的就是TCP或者UDP客戶(hù)端。
IP直連模式允許應用程序使用TCP／IP或者UDP／IP套間字程序與以太網(wǎng)串口服務(wù)器上的串口直接建立連接。在這種應用中，串口服務(wù)器被配置為T(mén)CP或者UDP服務(wù)器。運行在PC上的套間字程序可與串口服務(wù)器的IP地址建立通訊連接。服務(wù)器的串口可以直接發(fā)送和接收數據。當使用UDP協(xié)議時(shí)，服務(wù)器就被配置為廣播數據來(lái)接收和發(fā)送來(lái)自多IP地址的數據。如果自己編寫(xiě)應用方案，一般推薦選擇這種連接模式。
配對(Pair)模式也叫串行隧道模式，在這個(gè)模式下，串行數據被封裝在數據包中并通過(guò)以太網(wǎng)傳送。通過(guò)使用兩個(gè)以太網(wǎng)串口服務(wù)器和一個(gè)局域網(wǎng)，任何兩個(gè)能夠用串口通訊的串行設備將都能夠使用ESP904和局域網(wǎng)進(jìn)行通訊，此時(shí)串行服務(wù)器可以自動(dòng)處理網(wǎng)絡(luò )端通訊。在此模式中。有兩個(gè)ESP904服務(wù)器連接到網(wǎng)絡(luò )，一個(gè)配置為T(mén)CP或者UDP客戶(hù)端，另一個(gè)則為T(mén)CP／UDP服務(wù)器，且這兩個(gè)串口服務(wù)器都用其對接設備的IP地址來(lái)編程。只要電纜長(cháng)度適合你的局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的規模，這種操作模式可以在任意兩個(gè)串口設備之間建立串口連接。
此外，ESP904以太網(wǎng)串口服務(wù)器的心跳連接保護功能也可以在虛擬串口模式或者串行隧道模式下為用戶(hù)提供穩定的通訊，ESP904以太網(wǎng)串口服務(wù)器的這個(gè)特征可以在系統掉電或者以太網(wǎng)連接丟失等原因造成臨時(shí)通訊丟失的情況下恢復連接。一般情況下，如果通訊中斷，串口服務(wù)器的心跳特征會(huì )每隔5秒鐘嘗試重新建立一次連接，直至連接恢復。如果沒(méi)有這一便捷功能，一旦設備失去連接，通訊中斷，就只有通過(guò)人工修復才能重新建立連接。
ESP904的管理器軟件也可為用戶(hù)提供完整的辦公桌管理功能，包括配置設備、固件升級以及監控活動(dòng)狀態(tài)，其監控端口功能允許使用局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)中的任意一臺PC，來(lái)對網(wǎng)絡(luò )及連接到網(wǎng)絡(luò )中的設備進(jìn)行實(shí)時(shí)監控、診斷，并顯示關(guān)聯(lián)硬件的通訊狀態(tài)。

2 ESP904以太網(wǎng)串口服務(wù)器的配置
ESP904提供有ESP管理器軟件、網(wǎng)頁(yè)服務(wù)器、控制臺模式和遠程登錄模式等4種不同的接口方式來(lái)配置以太網(wǎng)串口服務(wù)器，從而可以很方
便地對ESP904的屬性進(jìn)行配置或恢復默認設置，也可以對控制模式進(jìn)行遠程手動(dòng)管理。下面介紹怎樣通過(guò)ESP管理器對ESP904串口服務(wù)器進(jìn)行設置。