大家好，如果您还对串行服务器不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享串行服务器的知识，包括串口服务器的工作原理的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！
一、串口服务器如何工作
串口服务器提供串口转网络功能，RS-232/485/422串口转换成TCP/IP网络接口，达到数据双向透明传输，连接网络进行数据通信，实现数据通信的目的。
工作模式
1.TCP Client模式
在TCP client模式下，模块上电后根据自己的设置主动去连接到TCP server服务器端，建立一个长连接，之后的数据进行透明传输。TCP
server的IP需要对模块可见，可见的意思是通过模块所在的IP可以PING通服务器IP，服务器端可以是互联网的固定IP，也可以是和模块同一个局域网的内网IP。
成对使用，一个作为server端，一个作为client端，两者之间通过IP与端口号建立连接。
2.UDP模式
在UDP模式下，串口服务器上电后监听设置的端口，不主动建立连接，当有数据从通过传过来时，转发到串口，当串口收到数据时，通过网络发送到模块设置的IP和端口。
3.COM口到网络模式
最常用工作模式，串口服务器一头接COM口，另一头接网络，实现网络和COM之间的转换，此模式下，计算机需要编写网络应用程序，基于socket发送和接收数据。
使用者需要掌握网络编程知识。
4.服务器采集模式
服务器数据采集控制模式，是最常用的应用模式之一，串口服务器分布在网络不同的位置，通过网络将数据统一传输到服务器，并接收服务器的数据，这是物联网最基本模型之一。
二、串口服务器的工作原理
一、串口服务器的定义及简介：
串口服务器是为RS-232/485/422到TCP/IP之间完成数据转换的通讯接口转换器。提供RS-232/485/422终端串口与TCP/IP网络的数据双向透明传输，提供串口转网络功能，RS-232/485/422转网络的解决方案。可以让串口设备立即联接网络。
随着Inter的广泛普及，“让全部设备连接网络”已经成为全世界企业的共识。为了能跟上网络自动化的潮流，不至于失去竞争优势，必须建立高品位的数据采集、生产监控、即时成本管理的联网系统。利用基于TCP/IP的串口数据流传输的实现来控制管理的设备硬件，无需投资大量的人力、物力来进行管理、更换或者升级。
串口服务器就使得基于TCP/IP的串口数据流传输成为了可能，它能将多个串口设备连接并能将串口数据流进行选择和处理，把现有的RS 232接口的数据转化成IP端口的数据，然后进行IP化的管理，IP化的数据存取，这样就能将传统的串行数据送上流行的IP通道，而无需过早淘汰原有的设备，从而提高了现有设备的利用率，节约了投资，还可在既有的网络基础上简化布线复杂度。串口服务器完成的是一个面向连接的RS 232链路和面向无连接以太网之间的通信数据的存储控制，系统对各种数据进行处理，处理来自串口设备的串口数据流，并进行格式转换，使之成为可以在以太网中传播的数据帧；对来自以太网的数据帧进行判断，并转换成串行数据送达响应的串口设备。
二、串口服务器的特点：
内部集成 ARP，IP，TCP,HTTP，ICMP，SOCK5，UDP，DNS等协议。RS-485/422转换提供数据自动控制。RS-232/422/485三合一串行接口, 300-230.4KBPS波特率。支持动态IP（DHCP）和静态IP，支持网关和代理服务器，可以通过Inter传输数据。提供数据双向透明传输，用户不需要对原有系统做任何修改。所有串口内置600W防雷。10/100M以太网、自动侦测直连或交叉线。可以同时支持多个连接。
三、串口服务器工作方式及通讯模式：
工作方式：
1.服务器方式：在该工作方式下，串口联网服务器作为TCP服务器端，转换器在指定的TCP端口上监听平台程序的连接请求，该方式比较适合于一个转换器与多个平台程序建立连接（一个转换器不能同时与多个平台程序建立连接）。
2.客户端方式：在该工作方式下，串口联网服务器作为 TCP客户端，转换器上电时主动向平台程序请求连接，该方式比较适合于多个转换器同时向一个平台程序建立连接。
通讯模式：
1.点对点通讯模式：该模式下，转换器成对的使用，一个作为服务器端，一个作为客户端，两者之间建立连接，实现数据的双向透明传输。该模式适用于将两个串口设备之间的总线连接改造为 TCP/IP网络连接。
2.使用虚拟串口通讯模式：该模式下，一个或者多个转换器与一台电脑建立连接，实现数据的双向透明传输。由电脑上的虚拟串口软件管理下面的转换器，可以实现一个虚拟串口对应多个转换器， N个虚拟串口对应 M个转换器（ N<=M）。该模式适用于串口设备由电脑控制的 485总线或者 232设备连接。
3.基于网络通讯模式：该模式下，电脑上的应用程序基于SOCKET协议编写了通讯程序，在转换器设置上选择支持 SOCKET协议即可。
四、串口服务器应用领域：
它主要应用在门禁系统、考勤系统、售饭系统、 POS系统、楼宇自控系统、自助银行系统电信机房监控，电力监控等。
五、硬件系统及其模块：
1.硬件系统
硬件系统是实现整个系统功能的基础，是整个设计实现的关键。
整个串口服务器的关键在于串口数据包与TCP/IP数据报之间的转换以及双方数据因为速率不同而存在的速率匹配问题，在对串口服务器的实现过程中，也必须着重考虑所做的设计和所选择的器件是否能够完成这些功能。
（1）硬件系统组成模块
在制定设计方案和选定器件时遇到的技术难点是如何利用处理器对串口数据信息进行TCP/IP协议处理，使之变成可以在互联网上传输的IP数据包。目前解决这个问题很多时候采用32位MCU+ RTOS方案，这种方案是采用32位高档单片机，在RTOS（实时多任务操作系统）的平台上进行软件开发，在嵌入式系统中实现TCP/IP的协议处理。它的缺点是：单片机价格较高，开发周期较长；需要购买昂贵的RTOS开发软件，对开发人员的开发能力要求较高。
借鉴上述方案的优缺点，我们决定把串口服务器的硬件部分分为几个模块设计，这就是主处理模块、串口数据处理模块和以太网接口及控制模块等几大模块来共同完成串口服务器的功能。
在器件的选择上，选用Intel公司的801086芯片作为主处理模块的处理器芯片，它是一种非常适合于嵌入式应用的高*能、高集成度的16位微处理器，功耗低。由于考虑到串口数据速率较低而以太网的数据传输速率高所造成的两边速率不匹配的问题，我们决定采用符合总线规范的大容量存储器来作为数据存储器；由于主处理模块还涉及到数据线/线复用、串并转换、器件中断信号译码、时钟信号生成、控制信号接入等功能，若是选用不同的器件来完成，势必会造成许多诸如时延不均等问题，我们选用了一片大容量的高*能可编程逻辑器件来完成上述所提到的功能，这样的优点在于，我们保证了稳定*和高可靠*，并且可编程逻辑器件的可编程功能使得对于信号的处理的空间更大，且具有升级的优势。
以太网接口及控制模块在串口服务器的硬件里面起着很重要的作用，它所处理的是来自于以太网的IP数据包，考虑到通用*的原则，我们采用一片以太网控制芯片来完成这些功能，并在主处理模块中添加了一片AT24C01来存储以太网控制芯片状态。通过主处理模块对于以太网控制芯片数据及寄存器的读/写，我们可以完成对IP数据包的分析、解/压包的工作。
串口数据处理模块主要完成的是对于串口数据流的电平转换和数据格式的处理，判断串行数据的起始位及停止位，完成对数据和校验位的提取。一般的设计采用的是MAX232和一片UART的设计思想，这里我们也是遵从这种设计理念，不过我们采用的是集成了MAX232+UART功能的芯片，小尺寸、低成本、低功耗，而且采用与SPITM/QS-PITM/MICROWIRETM兼容的串行接口，节省线路板尺寸与微控制器的I/O端口。
这种模块化的方案的优点在于：采用高速度的16位微控制器，外围器件少，系统成本低；并且采用Intel公司的开发平台，可以大幅度地缩短开发周期并降低开发成本。
（2）硬件工作流程及应用架构
主处理器首先初始化网络及串口设备，当有数据从以太网传过来，处理器对数据报进行分析，如果是ARP（物理解析）数据包，则程序转入ARP处理程序；如果是IP数据包且传输层使用UDP，端口正确，则认为数据报正确，数据解包后，将数据部分通过端口所对应的串口输出。反之，如果从串口收到数据，则将数据按照UDP格式打包，送入以太网控制芯片，由其将数据输出到以太网中。可以知道，主处理模块主要处理TCP/IP的网络层和传输层，链路层部分由以太网控制芯片完成。应用层交付软件系统来处理，用户可以根据需求对收到的数据进行处理。
2.硬件系统模块
根据硬件系统的具体结构和不同功能，我们可以将硬件系统划分为下述的几大模块。
（1）主处理器模块
该模块是串口服务器的核心部分，主要由主处理器、可编程逻辑器件、数据及程序存储器等器件构成。
主处理模块完成的功能主要有：在串口数据和以太网IP数据之间建立数据链路；通过对以太网控制芯片的控制读写来实现对IP数据包的接收与发送；判别串行数据流的格式，完成对串口设备的选择以及对串行数据流格式的指定；控制串口数据流与IP数据包之间的速率控制，对数据进行缓冲处理；对UART和以太网控制芯片的寄存器进行读写操作，并存储转发器件状态；完成16位总线数据的串并行转换；完成总线锁存功能；完成对各个串口以及各个存储器件的片选功能；完成对各个串口的中断口的状态判别等功能。
（2）以太网接口及控制模块
这个模块主要由以太网接口部分和以太网控制部分构成。
以太网接口部分完成的是串口服务器与以太网接口电路的功能，控制器对所有模块均有控制作用，使整个接口电路能协调地配合后续电路完成以太网的收发功能。
以太网控制部分由收端和发端组成，在他们之间还有以太网状态检测和控制单元，以及收发协调控制器，见图5。由于以太网是半双工工作的，所以这个部分必须随时地监视以太网的状态，并且要根据需要对以太网进行控制，同时还要协调好内部收发端电路的工作状态。以太网检测单元和收发协调控制器就是完成这样的功能的。以太网状态检测单元与以太网接口的控制器接口，将接口的状态送到收发协调控制器，同时将协调控制器的控制信号进行处理，并送到以太网接口的控制器，以控制接口的状态。
在收端，接收到的串行数据流信号通过主处理模块进行串并转换和编码，以太网控制单元控制各部分协调，将产生的、数据、写信号送到RAM读写控制单元进行处理。相应的，发端的工作流程和收端相反。
三、电脑主机上的串行端口怎么接
一般主机会自带两个串口，但这些串口并不一定全部接到机箱的外部。家用计算机，并不需要像服务器、工控机那样把串口设置到机箱面板上，因为这样做不仅会让不认识串口的用户不知道其用于何途，而且常常会与显示器的端口弄混，所以家用计算机和笔记本电脑基本上已不再提供机箱上的外接串口。
遇到这种情况，就需要在计算机主板上找一找，是否存在未通过引线外接的串口，如果主机上带有串口接口，则可以使用串口连接线自己将串口引接出来。如图1所示，图上正中部分“COM2”标识的上面，有一个空着的九针插座，这正是主板设计者所设计的串口接口。再如图2所示，图上正中标有“COM4”标识的上面，有一个带框的空着的九针插座，也是主板上带的串口，要使用这个串口，只需要找到一个主板的串口外接线，将该串口接出来，然后通过扩展槽将串口引出。
图一：九针插座串口接口
串口/并口外接线实物图如图3所示，将外接线的右端的母头套接在如图1和图2主机上的COM口针插座上，然后将外接线的左端固定到主机机框上的空闲的扩展槽上。
除了这种如图1所示的9针插座之外，在主机上，还有的是并排3针串口插座和引接线，如图4和图5所示。这只需要分清发送、接收、地线，然后用对应的串口外接线即可。
图2：9针插座串行接口
图3：串口/并口主机外接线
由主板上引接出来的串口，通常完全等价于主板外接到主机箱上的串口，并且即使不通过外接线引接到机箱上，操作系统也会在启动的时候，将之与外接到主机箱上的串口统一编排，并按顺序设定串口的序号和名称。
图4：主板上的3针串口插座
图5：3针串口线