以太網(wǎng)串口服務(wù)器ESP904的特性及其在ROV上的應(yīng)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(jié)合HYSUB130-4000 ROV系統(tǒng)開發(fā)，介紹了ESP904在其控制系統(tǒng)上的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞：以太網(wǎng)；串口服務(wù)器；ESP904；ROV

0 引言
隨著工業(yè)以太網(wǎng)的迅猛發(fā)展，各種家電設(shè)備、儀器儀表以及工業(yè)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)采集和控制設(shè)置正在逐步走向網(wǎng)絡(luò)化，以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享。但是，由于工業(yè)生產(chǎn)中很多儀表設(shè)備都采用嵌入式系統(tǒng)，只能提供串口通信，而無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(shè)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(shè)備連接到局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)中，并實(shí)現(xiàn)儀表設(shè)備的串口數(shù)據(jù)幀和以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀之間的相互轉(zhuǎn)換和發(fā)送，從而通過以太網(wǎng)啟動(dòng)工業(yè)設(shè)備的串口，將工業(yè)生產(chǎn)中的遠(yuǎn)端設(shè)備所發(fā)送的串行數(shù)據(jù)傳送到任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，就像它們近在咫尺一樣。目前，以太網(wǎng)串口服務(wù)器的開發(fā)和應(yīng)用非常普遍，其中以美國BB公司提供的以太網(wǎng)串口服務(wù)器ESP904的應(yīng)用較為典型，它利用因特網(wǎng)的高帶寬、遠(yuǎn)距離等特性，可以讓傳統(tǒng)的RS-232／422／485設(shè)備立即聯(lián)網(wǎng)，并在任何位置通過網(wǎng)絡(luò)來管理和配置遠(yuǎn)程的串口設(shè)備，因而是工業(yè)應(yīng)用的理想選擇。

1 ESP904的主要特性
ESP904是BB公司專為苛刻的工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的VlinxTM ESP系列以太網(wǎng)串口服務(wù)器，該器件具有由IP30認(rèn)證的輕巧堅(jiān)固的金屬外殼，可支持TCP服務(wù)器、TCP客戶端、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ESP管理器、Web和Telnet控制臺(tái)管理以進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)或恢復(fù)默認(rèn)設(shè)置，也可以對控制模式進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)管理，并可通過LED指示燈提供快捷的運(yùn)行狀態(tài)顯示。設(shè)計(jì)時(shí)，可以通過軟件選擇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(qū)動(dòng)。
如果已經(jīng)有一個(gè)串口設(shè)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(shè)備相匹配。就好像控制室的計(jì)算機(jī)顯示設(shè)備直接連到監(jiān)控器上一樣，這樣，不需要離開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來在windows中安裝驅(qū)動(dòng)程序，新的COM口會(huì)出現(xiàn)在計(jì)算機(jī)的Windows設(shè)備管理器中，這樣就在局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)中的計(jì)算機(jī)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(yīng)用程序使用標(biāo)準(zhǔn)Windows API指令并通過這個(gè)虛擬連接來實(shí)現(xiàn)通訊，從而與ESP904上一個(gè)端口的遠(yuǎn)程串行設(shè)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(shè)備來說就是透明的，這就好像這些串口設(shè)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(yīng)用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)包，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到ESP904，ESP904又可以將IP數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)發(fā)送到ESP904上的串行端口。使用這種模式，ESP904必須設(shè)置為TCP服務(wù)器或者UDP服務(wù)器并指派通訊端口號(hào)，虛擬串口驅(qū)動(dòng)的就是TCP或者UDP客戶端。
IP直連模式允許應(yīng)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(yīng)用中，串口服務(wù)器被配置為TCP或者UDP服務(wù)器。運(yùn)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(shù)據(jù)。當(dāng)使用UDP協(xié)議時(shí)，服務(wù)器就被配置為廣播數(shù)據(jù)來接收和發(fā)送來自多IP地址的數(shù)據(jù)。如果自己編寫應(yīng)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(shù)據(jù)被封裝在數(shù)據(jù)包中并通過以太網(wǎng)傳送。通過使用兩個(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(shè)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TCP或者UDP客戶端，另一個(gè)則為TCP／UDP服務(wù)器，且這兩個(gè)串口服務(wù)器都用其對接設(shè)備的IP地址來編程。只要電纜長度適合你的局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)的規(guī)模，這種操作模式可以在任意兩個(gè)串口設(shè)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(hù)功能也可以在虛擬串口模式或者串行隧道模式下為用戶提供穩(wěn)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(tǒng)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(fù)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(fù)。如果沒有這一便捷功能，一旦設(shè)備失去連接，通訊中斷，就只有通過人工修復(fù)才能重新建立連接。
ESP904的管理器軟件也可為用戶提供完整的辦公桌管理功能，包括配置設(shè)備、固件升級(jí)以及監(jiān)控活動(dòng)狀態(tài)，其監(jiān)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(tái)PC，來對網(wǎng)絡(luò)及連接到網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)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)頁服務(wù)器、控制臺(tái)模式和遠(yuǎn)程登錄模式等4種不同的接口方式來配置以太網(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(fù)默認(rèn)設(shè)置，也可以對控制模式進(jìn)行遠(yuǎn)程手動(dòng)管理。下面介紹怎樣通過ESP管理器對ESP904串口服務(wù)器進(jìn)行設(shè)置。