串口联网设备使用说明
串口联网设备使用说明
摘要
本文主要介绍Link-com的串口联网设备的使用方法以及使用时需要注意的事项。适合使用串口联网设备的开发工程师和现场应用工程师阅读。
目录
一、前言 (4)
二、名词解析 (4)
三、串口与以太网之间数据转发 (6)
3.1、串口通信简介 (6)
3.2、以太网通信简介 (6)
3.3、转发规则 (6)
3.4、数据转发延时 (7)
3.4.1、以太网到串口的延时Tns (7)
3.4.2、串口到以太网的延时Tsn (8)
3.5、具有地址位的9位串口数据转发 (8)
四、以太网工作模式 (9)
4.1、以太网通信简介 (9)
4.2、TCP Server 工作模式 (10)
4.2.1、工作过程 (10)
4.2.2、参数设置 (10)
4.2.3、异常情况及处理 (10)
4.3、TCP Client 工作模式 (11)
4.3.1、工作过程 (11)
4.3.2、参数设置 (11)
4.3.3、异常情况及处理 (11)
4.4、UDP Server 工作模式 (12)
4.4.1、工作过程 (12)
4.4.2、参数设置 (12)
4.5、UDP Client模式 (12)
4.5.1、工作过程 (12)
4.5.2、参数配置要求 (12)
4.6、Real_com工作模式 (13)
4.7、协议和工作模式的选用 (13)
4.8、参数配置 (14)
五、其他功能 (15)
5.1、ICMP协议 (15)
5.2、DHCP协议 (15)
5.3、DNS协议 (15)
六、配置参数方法 (16)
6.1、DSManager配置工具 (16)
6.2、HTTP网页配置 (17)
6.3、串口配置 (17)
6.4、配置动态库 (18)
七、使用方法 (18)
7.1、SOCKET编程 (18)
7.2、虚拟串口 (19)
7.2.1、Link-com虚拟串口简介 (19)
7.2.2、Link-com虚拟串口的特点 (20)
7.2.3、虚拟串口的局限 (20)
7.3、背对背传输 (21)
八、关注我们 (21)
一、前言
近年来，随着基于TCP/IP的以太网技术日益成熟和广泛使用。越来越多具有RS232等串行接口的传统通信设备迫切需要接入以太网，利用以太网的高速和便利扩展应用范围。
Link-com研发的串口联网设备内嵌TCP/IP协议栈，可以将数据在串口与以太网之间相互转发，使用串口联网设备，传统的串口设备能便捷的接入以太网，甚至不需要进行任何的改动。然而，以太网通信与串口通信特性差异很大，了解网络的特点和串口联网设备的特点有助于用户更好的使用串口联网设备。本文详细介绍Link-com的串口联网设备特点和使用方法。
本文提到的串口联网设备包括串口联网设备和串口服务器两种设备。
二、名词解析
ARP协议
Address Resolution Protocol的缩写，或称地址解析协议。ARP协议的基本功能就是通过目标设备的IP地址，查询目标设备的MAC地址，以保证通信的顺利进行
DHCP协议
Dynamic Host Configuration Protocol 的缩写，主要用于给内部网络或网络服务供应商自动分配IP地址。
DNS协议
Domain Name System的缩写，是互联网的一项内核服务，可将域名解析为IP地址。这样可通过域名访问Internet上的设备，而不需要事先知道对方的IP地址。
RTS/CTS
RTS是Request To Send的缩写，表示请求发送，CTS 是Clear To Send 表示清除发送。是串口硬件流控使用的两个信号。
IP协议
Internet Protocol 的缩写，称为互联网协议，是目前广泛使用的互联网和局域网的通信协议基础。
IP地址
Internet Protocol Address，接入局域网或互联网的设备都有一个IP地址，目前使用的IPV4中，一个地址有4个字节组成，形如：192.168.0.33
ICMP协议
Internet Control Message Protocol的缩写，目的是在网络中传输各种控制消息。 UDP协议
User Datagram Protocol 的缩写，是在IP协议基础上，广泛使用的一种协议。其特点是面向数据报，不提供可靠数据传输的协议。
TCP协议
Transmission Control Protocol的缩写，是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。UDP和TCP两种协议是以太网数据传输的主要协议。
串口
泛指异步串行通信接口，广泛的使用于低速短距离通信中，常见的有RS232,RS485/422等。
以太网
指符合IEEE802.3标准的网络，是目前最普遍的局域网技术。常用的有10M，10/100M，10/100/1000M速率的以太网网络。
三、串口与以太网之间数据转发
3.1、串口通信简介
这里的串口指的是传统的通用异步串行接口(也称为UART)，在目前的很多嵌入式处理器上都配置有这样的串行接口。其主要有波特率，校验方式，数据位长度，停止位长度，流控方式这几个指标描述串口的传输特性。其数据传输是数据流传输，并无开始和结束符号。Link-com的串口联网设备支持以下常用的串口指标：
指标 说明
波特率 1.2kbps，2.4kbps，4.8kbps，9.6kbps，19.2kbps，38.4kbps，
57.6kbps，115.2kbps
校验方式 无校验(None)，奇校验(ODD)，偶校验(EVEN)，空格校验(SPACE)，
标记校验(MARK)
数据位长度 5bit，6bit，7bit，8bit
停止位长度 1bit，2bit
流控方式 无流控（NONE），硬流控(RTS/CTS)
3.2、以太网通信简介
以太网指的是符合IEEE802标准的，以TCP/IP协议为传输协议的网络，目前有10M，10/100M，10/100/1000M等主流传输速率的网络，其以数据帧的方式传输数据。
3.3、转发规则
当串口联网设备接收到以太网的数据后，将数据放到串口的发送缓冲，并马上按照设置的波特率、校验方式、数据位长度、停止位长度从串口输出。这个过程比较简单，唯一的问题是如果使用UDP传输协议，并且在短时间串口联网设备接收到大量的数据，会导致发送缓冲的溢出，造成数据的丢失。因此在使用串口联网设备时，需要注意。
当串口接收到数据时，将其封装成IP数据包，发送到远端设备。如何将一串数据流封装成一个或多个IP包呢？为了解决这个问题，我们引进了两个规则，最大帧长度和帧间隔。
根据这两个规则，我们将一串数据流打包成一帧或数帧IP 包。规则与说明如下表： 规则 说明
最大帧长度
当串口接收缓冲内的数据长度大于“最大帧长度”时，将
串口接收缓冲内的数据封装成一个IP
帧。
帧间隔 当串口接收缓冲内有数据，并且在一个“帧间隔”时间内
没有接收到新的数据，则将串口接收缓冲内的数据封装成一个
IP 帧。
在我们所有的串口联网设备中，用户可以根据需要配置这两个参数。
3.4、数据转发延时
串口数据与以太网数据的相互转发有一定的转发延时，我们这将转发延时定义为接收端口接到的第一个字节的第一位开始到发送端口发送第一个字节的第一位之间的延时。如下图中的Tns 表示网络到串口的延时，Tsn 表示串口到网络的延时。
3.4.1、以太网到串口的延时Tns
以太网收到数据后会立即的将数据放入串口发送缓冲，并马上启动串口输出数据。这个过程中，主要由数据在以太网上的传输时间（约为10us～1ms）和 TCP/IP 协议栈处理IP 帧的时间组成（约100us～2ms），前者与网络速度有关，后者与所用嵌入式处理器有关。因此Tns 大概在100us～3ms 的范围。
3.4.2、串口到以太网的延时Tsn
串口收到数据后，保存在接收缓冲，并没有立即的封装成IP包发送到以太网，而是等待“最大帧长度”和“帧间隔”这两个条件任意一个满足后才进行转发。因此，串口到以太网的转发延时比较复杂，跟串口的波特率，数据流的形式有关。以下讨论两种典型的情况，其他情况请使用者自行分析。
两种典型实例如下图：
实例1、串口接收100个字节，串口波特率为9600bps，最大帧长度为1000，帧间隔为Tsb=5ms。这种情况，将触发“帧间隔”，从而将串口数据封装成IP帧进行转发。
因为9600bps接收100字节的时间Ts ≈ 104ms，处理器处理时间Tcpu ≈ 2ms，所以 Tsn = Ts + Tsb + Tcpu ≈ 111ms
实例2、串口接收到1000个字节，假设串口波特率为9600bps，最大帧长度1000bytes，帧间隔Tsb = 5ms。这种情况，将触发“最大帧长度”，从而将串口数据帧封装成IP帧进行转发。串口9600bps接收1000个字节时间Ts ≈ 1041ms，处理器处理时间Tcpu≈ 2ms，所以
Tsn = Ts + Tcpu ≈ 1043ms
3.5、具有地址位的9位串口数据转发
有些传统的串口通信，使用了带地址位的9为数据传输方式。这种方式通常的在串口数据帧的第一个字节是MARK校验，表示这个是地址位，后续的是SPACE校验，表示是有效数据。如果串口设备使用这种通信方式，需要我们的Real-com虚拟串口才能支持。
四、以太网工作模式
4.1、以太网通信简介
以太网中，主要的数据传输协议有TCP协议(Transmission Control Protocol)和UDP 协议(User Datagram Protocol)。TCP是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的运输层通信协议。使用TCP协议进行通信，在通信前都需要通信双方握手并建立连接，断开连接也需要再次握手。TCP传输协议具有的流量控制，堵塞管理，丢帧重发等特性，保证了可靠的数据传输。UDP协议是一个简单的无连接的传输协议，其提供面向事务的简单不可靠信息传送服务。UDP的应用一般允许一定量的丢包、出错。由于UDP协议是无连接的，通信前通信后不需要与远端握手建立连接，数据实时性好。在需要高可靠性的应用，用户应该使用TCP 传输协议。
在以太网通信双方中，有一方处于服务器(Server)模式，另外一方处于客户端(Client)模式。使用TCP通信时，服务器一端首先启动监听，接收远端的连接请求，收到后回应远端，从而建立TCP连接。客户端主动的向服务器发出连接请求，接收到服务器的确认回应后建立连接。通信结束后，服务器和客户端都能主动的断开连接。使用UDP通信时，服务器启动后一直等待客户端的数据和命令回应，客户端主动的发送数据给服务器。由于UDP是无连接的协议，双方终止通信时，不再需要握手。
TCP和UDP通信都有服务器和客户端，因此在串口联网设备中，就有TCP Server，TCP Client，UDP Server UDP Client四种通信模式。每种通信模式各有特点，适用的场合也稍有不同。为了传统的串口设备后台管理软件能不经修改的使用串口联网设备，我们还在TCP 协议的基础上开发了Real_com虚拟串口协议。添加了Real_com Server和Real_com Client 两种工作模式。
以太网通信中，知道了服务器的IP地址，我们还不能与之通信，还必须知道对方的端口号（Port）。在一个网络中，我们使用{IP地址 : 端口号}来标识一个唯一的通信接口。端口号是两个字节的数据，范围从0～65535。因为0～1023的端口范围是用于特定的服务，因此我们通常使用1024～65535范围内的端口号。
4.2.1、工作过程
串口联网设备工作于TCP Server模式时，上电后，进入监听状态，在本地端口监听连接请求，此时如果串口上有数据，将会被丢弃。接收到远端的连接请求后，回应并建立连接。并拒绝后续的连接请求（通常的，建立连接后的串口联网设备不再接收其他设备的连接请求。但Link-com的多连接工作模式例外，具体请参考《多连接模式简介》）。
连接建立成功后，串口联网设备进行正常的数据转发。正常的断开需要远端设备主动发起，断开连接后，串口联网设备又进入监听状态，准备接受新的连接请求。
4.2.2、参数设置
串口联网设备工作于TCP Server模式，需要给串口联网设备设置一个固定的IP 地址和本地端口号，以便远端设备能对串口联网设备发起连接。此时串口联网设备不应使用DHCP动态分配IP地址。
4.2.3、异常情况及处理
通常的，连接已经建立，而没有数据通信的时候。如果此时远端设备异常复位，远端设备很可能无法向串口联网设备发送断开连接请求，串口联网设备依然保持在连接的状态。当远端设备复位完毕，再次尝试向串口联网设备发起连接请求时，因为串口联网设备的连接仍然存在，因此会拒绝连接请求，阻止了通信链路的恢复，然而我们却希望此时串口联网设备能接收连接请求。
我们的串口联网设备，针对这种情况对TCP/IP的连接处理做了调整。当串口联网设备接收到远端设备的连接请求时，检查当前存在的连接，如果发现远端设备的IP地址与当前存在的连接的IP地址相同，则放弃当前存在的连接，接受新的连接请求并与远端建立连接，恢复通信链路。
4.3.1、工作过程
串口联网设备工作于TCP Client模式时，上电启动后，向目标服务器发送连接请求。收到服务器连接确认回应后，建立连接，之后进行正常的数据转发。如果远端服务器主动断开连接，串口联网设备回应并断开连接，而后马上再次向服务器发起连接请求。
很明显，处于TCP Client模式的串口联网设备不会主动断开连接。
4.3.2、参数设置
串口联网设备工作于TCP Client模式，必须设置设备内的远端服务器IP地址和服务器端口号这两个参数，以便串口联网设备主动向远端发起连接。串口联网模块的本地端口号可以设置为一个固定的值，也可以设置为零。如果设置为零，表示由串口联网设备自动挑选一个端口作为本地端口。如果没有特殊的需求，采用TCP Client模式时，我们建议用户将本地端口配置为零。
4.3.3、异常情况及处理
在串口联网设备与远端建立起连接后，连接就一直存在。假设某一段时间，串口没有数据，碰巧远端的服务器故障复位，重新启动，丢弃了原来的连接。这样的情况下，远端的服务器没有机会向串口联网设备发送断开连接请求，因此串口联网设备会认为连接一直有效，而此时远端服务器却没有任何连接，这样造成了数据链路的断开。如果此时串口收到数据，尝试把数据发送给远端的服务器时，串口联网设备才发觉已经与远端服务器断开了，自然的，刚才收到的串口数据也就被丢弃了。之后串口联网设备放弃了当前的连接，再次与远端服务器握手建立连接。
为了解决这个问题，我们在TCP协议中，实现了保活定时器，用户可以设置保活定时器的时间，每次保活定时器的超时，串口联网设备将主动的检测与远端服务器的连接是否有效。如果无效，则放弃当前的连接。重新向远端服务器发起连接请求。
4.4.1、工作过程
串口联网设备工作于UDP Server模式时，复位后立即进入接收状态，接收远端UDP 客户端发来的数据。并转发到串口。同时将接收到的串口数据转发给远端UDP客户端。
如果有第二个远端发送数据给串口联网设备，之后，串口联网设备收到的数据都转发给第二个远端，这可能导致应用上的问题。如果需要给串口联网设备严格的指定通信的远端，可以使用UDP Client模式。由于UDP是无流量控制的协议，因此远端UDP不应该突发性的给串口联网设备发送大量的数据，这有可能引起串口发送缓冲溢出而导致数据丢失。
4.4.2、参数设置
串口联网设备工作于UDP Server 模式，需要给串口联网设备设置一个固定的IP 地址和本地端口号。以便远端设备能对串口联网设备进行访问。使用Server模式时，不应使用DHCP动态分配IP地址。
4.5、UDP Client模式
4.5.1、工作过程
串口联网设备工作于UDP Client 模式，复位后立即处于工作状态，接收远端的UDP 数据并转发到串口上，同时将串口的数据转发到远端UDP服务器。串口联网设备只接收指定IP设备发来的UDP数据包，也仅把串口数据包转发给指定的IP设备。
4.5.2、参数配置要求
工作在UDP Client模式下的串口联网设备，要求配置固定服务器IP地址和服务器端口，当串口联网设备接收到串口的数据时能发送给服务器。可以使用DHCP配置本地IP地址，但我们不推荐使用。因为这样将导致串口联网设备复位后，第一帧数据必须是串口联网设备发给远端服务器的，因为在没有数据发送前，服务器不知道串口联网设备的IP地址。
Real_com协议是TCP协议基础上，针对串口通信的特点开发的应用协议，其也有Server和Client两种工作模式，工作过程和特点与TCP Server和TCP Client 一样的。
其与TCP协议最主要的区别是，数据帧不是透明传输转发的。用户使用虚拟串口驱动时应选择Real_com协议，不适合用于使用SOCKET开发的应用系统。
4.7、协议和工作模式的选用
TCP协议是面向连接的，可靠的数据传输协议，具有流量控制，堵塞管理，丢帧重发的功能。因此用于对通信质量要求高的场合，应该使用TCP传输协议。虚拟串口协议Real_com 是基于TCP的，因此具有TCP协议的优点，使用场合也类似。Real_com是非通明协议，因此不适于使用Socket编写应用程序的场合。使用Real_com协议，需要在远端计算机安装虚拟串口驱动程序。UDP协议是面向数据报的服务，数据传输不用建立连接，没有流量控制，顺序控制和重发的功能，因此UDP的数据帧有可能在传输中被丢弃而不能恢复。在复杂的网络上，甚至会发生数据后发先到的问题。但UDP的特点是实时性好，因此多使用在在一些数据要求不高，实时性高的场合。
串口联网设备使用Server模式和Client模式，对数据可靠性并无区别。主要是根据具体应用需求和使用网络要求来决定使用哪种工作模式。
在以下条件下，串口联网设备应配置为Server模式：
·需要多个远端分时访问串口联网设备
·远端计算机的IP地址是动态分配的
·远端计算机受防火墙保护，不允许串口联网设备主动发起连接。
在以下条件下，串口联网设备应配置为Client模式
·只允许指定的远端计算机访问串口联网设备
·串口联网设备的IP地址是动态分配的
·串口联网设备有防火墙保护，不允许远端计算机主动发起连接。
4.8、参数配置
不同的工作模式，对参数的设置要求也不一样，下表总结各个工作模式的参数设置。
工作模式
参数
Server Client
TCP Real_com UDP TCP Real_com UDP 设备名 推荐
密码 推荐
DHCP 不允许 允许
IP地址 必须 必须[1]
子网掩码 必须 必须[1]
网关地址 应用[2]
DNS地址 无效 应用
本地端口 必须 必须[3]
协议类型 TCP Real_com UDP TCP Real_com UDP
工作模式 Server Client
保活定时 推荐
使用网址 无效 应用
串口参数 必须 自动 必须 必须 自动 必须
最大帧长度 必须
帧间隔 必须
推荐：表示为了方便管理和稳定运行，建议用户设置的选项。
必须：表示用户必须根据应用配置的选项。
应用：表示用户应该根据应用场合，选配的选项。
无效：表示在特定的模式下，该配置项是无效的。
自动：用户不需要手动设定该选项。
注[1] 当启动DHCP时，IP地址和子网掩码会自动根据网络设定，用户无需干预。
注[2] 如果通信的两端同处于一个局域网端，无需设定网关地址。
注[3] 可设定本地端口为一个固定端口或0，端口为0表示有设备自动选择一个端口。
五、其他功能
为了易于使用和扩展使用范围，Link-com的串口联网设备还支持ICMP,DHCP,DNS等网络协议。
5.1、ICMP协议
ICMP（Internet Control Message Protocol）协议是TCP/IP协议族的一个子协议，用于在IP主机、路由器之间传递控制消息。
对于使用者来说，支持ICMP协议意味着可以在命令窗口使用“Ping.exe”命令，方便设备的调试。
5.2、DHCP协议
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)协议主要用于给内部网络设备自动分配IP地址，便于网络管理员对所有设备进行管理。如果网络上有一台DHCP服务器，那么串口联网设备可以允许DHCP的功能，此时串口联网设备从DHCP服务器获取IP地址，子网掩码，网关地址，DNS服务器地址等网络信息。
DHCP协议使网络设备管理变得很简单，新的设备可以方便的加入到网络而不需要手动给设备分配IP地址，而由设备通过DHCP协议冲DHCP服务器中获取本地网络参数。
5.3、DNS协议
DNS(Domain Name System)用于Internet中，根据主机的域名，解析主机的IP地址。
通俗的说，就是将https://www.360docs.net/doc/9d6008181.html,解析为形如“211.152.51.62”的IP地址。
在Internet上进行通信，首先要解决的是客户端必须知道服务器的IP地址，可以通过域名解析和固定IP地址的方式解决。然而，使用固定IP方式必须向网络提供商申
请，并定期缴纳使用费，提高了系统的运行成本。采用域名解析则是比较方便，廉价的方式。
支持DNS的串口联网设备，可以通过域名获取远端服务器的IP地址，并与之建立通信链路。
六、配置参数方法
串口联网设备使用前都需要根据应用配置运行参数，我们提供了以下四种方法。
6.1、DSManager配置工具
DSManager是专用于串口联网设备配置的软件。其通过网络广播，搜索本地网内的Link-com设备，并能对其所有参数进行配置。也可以指定IP地址，配置外网段的串口联网设备，灵活方便。界面如下图：
特点：
·可搜索设置内网的所有串口联网设备，即使设备IP地址未配置。
·可指定IP，配置外网段的串口联网设备。
·运行于Windows操作系统，图形化的操作界面。
具体的使用方法，请参考《DSManager使用手册》
6.2、HTTP网页配置
串口联网设备内嵌的HTTP服务器，用户可以使用通用的浏览器，查看和修改串口联网设备的参数。需要注意到是，必须将串口联网设备的IP地址，子网掩码等配置正确后才能使用网页配置。
假设串口联网设备的IP地址为“10.1.1.10”，打开浏览器，在地址栏输入http://10.1.1.10/，显示如下窗口，点击“进入”，可查看和修改设备的参数。
6.3、串口配置
串口联网设备提供了通过串口配置参数、查询和控制设备工作状态的功能。当串口联网设备作为一个嵌入式模块嵌入到用户的产品时，用户可以使用人机界面配置串口联网设备的参数。而无需使用计算机配置参数，方便的了现场的实施。
串口联网设备串口协议，主要由以下子项：
·读基本信息
·写基本信息
·读网络参数
·写网络参数
·读连接参数
·写连接参数
·读串口参数
·写串口参数
·应用参数
·命令设备向服务器指定端口发起连接
·命令设备断开指定服务器和指定端口的连接
·查询指定服务器和指定端口的连接状态
具体协议细节，请参考《串口配置协议》
6.4、配置动态库
有软件开发能力的用户，倾向于将配置功能嵌入到自己的应用程序中，提供给最终用户使用。为此，我们提供了一个配置动态库，以供有软件开发能力的用户使用。动态库主要提供了以下几个函数
·本地网搜索所有的转换器
·搜索指定IP的转换器
·设备登录操作
·设备登出操作
·读取设备系统参数
·设定设备系统参数
动态库的具体说明，请参阅《动态库使用说明》
七、使用方法
常用的串口联网设备使用方法有SOCKET编程，虚拟串口，背对背传输。本节只是简单的叙述了使用串口联网设备的方法，具体使用方法请参考相关文档。
7.1、SOCKET编程
这里描述的SOCKET编程泛指在计算机操作系统上编写网络通信程序。串口联网设备支持标准的以太网通信方式，使用者可以通过编写网络通信程序，发送数据给串口联网设备。目前主流的开发工具VC，VB，Delphi等都支持网络通信程序的开发。用这种
方式使用串口联网设备，用户可以最大限度的发挥串口联网设备的性能，很容易做到系统稳定。当然，使用SOCKET编程的方法需要使用者具备一定的程序开发能力。
7.2、虚拟串口
7.2.1、Link-com虚拟串口简介
串口联网设备，提供了一种将传统串口设备接入以太网的便捷方式。而虚拟串口则是在传统后台管理程序与串口联网设备之间架设的一座桥梁。通过虚拟串口，
传统的后台管理程序几乎可不经修改的使用串口联网设备。
使用虚拟串口，需要在计算机上安装虚拟串口驱动。虚拟串口驱动运行后，创建可供应用程序访问的虚拟串口。应用程序对虚拟串口的操作如计算机真实串口一
样，传统的串口通信程序可以直接使用虚拟串口，而不需要进行改动。虚拟串口驱
动将创建虚拟串口与远端的某些串口联网设备关联，应用程序对这个虚拟串口的读
写被映射为对串口联网设备串口的读写。这样，用户就不需要修改后台管理程序也
能正常的通信。虚拟串口结构图如下：
7.2.2、Link-com虚拟串口的特点
Link-com在国外成熟的虚拟串口技术基础上，开发了以太网虚拟串口管理平台，具有以下特点：
·Windows操作平台，支持Windows 2000、Windows XP，Windows 2003
·可以创建最多128个虚拟串口
·每个串口可以与多个串口联网设备关联
·支持Server 和 Client工作模式
·支持动态调整串口波特率和校验位
·支持9位地址的数据格式
·具有自启动功能
如需了解Link-com虚拟串口的使用，请参考《虚拟串口软件使用手册》
7.2.3、虚拟串口的局限
虚拟串口与真实的串口特性还是有些不一样，如果传统的应用程序使用了仅存于真实串口的某些特性，应用程序需要做一定的修改才能使用虚拟串口。以下做详
细说明。
·启动慢
真实的串口在系统启动后就已经建立，而虚拟串口是系统启动后才开始创建。
这两者之间有一定的时间差。如果用户的应用程序在系统启动后立即运行，有可能
打开虚拟串口失败。解决方法是应用程序启动后，在较长的时间内检查虚拟串口是
否启动，等虚拟串口启动后再继续运行。
·读数据延时
很多传统的串口设备通信使用发送命令，等待回应这样的一种问答通信机制。
因为串口联网设备将串口数据转发到以太网时，有明显的延时时间。因此使用虚拟
串口，数据帧回应时间稍长，大约比传统的真实串口多一个“帧间隔”时间。如果
基于Arduino和ZigBee的物联网智能网关设计与实现
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/9d6008181.html, 基于Arduino和ZigBee的物联网智能网关设计与实现 作者：方中纯李海荣 来源：《山东工业技术》2018年第02期 摘要：给出了一种能够在ZigBee网络和传统网络进行透明协议高效转换的物联网智能网关的解决方法。该方法利用MQTT服务器作为数据进入传统网络的中转站，ZigBee网络的数据通过网关上的路由功能接收数据，然后通过串口把数据转发给NodeMCU，最后数据通过MQTT协议发送到数据中转站。经过智能蔬菜大棚的实际应用证明，本文设计的网关造价低廉，实用性好，效率高。关键词：物联网；网关；ZigBee；NodeMCU DOI：10.16640/https://www.360docs.net/doc/9d6008181.html,ki.37-1222/t.2018.02.087 0引言 物联网（Internet 0f things，简称IoT）是“信息化”时代的重要发展阶段，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。要实现物物相连，工程真正的意义上的物联网，就需要把各种网络互联在一起，那么网关功能的设备在物联网应用中就起着非常重要的作用。物联网涉及到多种网络的互联，因此设计一个能够互联所有网络的物联网网关是不现实的，更没有必要，这样不仅成本高而且研发周期长。因此，在实际的物联网应用系统中，针对涉及到的网络，研究特定功能的物联网网关不仅能够降低成本而且也会缩短研发周期。而在当前的物联网中，由于ZigBee广泛应用，那么数据在ZigBee网络和传统以太网之间的相互转发就显得非常重要。 本文主要研究ZigBee网络和以太网之间的数据转发，同时为了方便用户二次开发，也提供数据获取和控制数据传送WebAPI。基于此，本文的研究内容包括：基于MQTT的数据收发、ZigBee网络的实现、基于MongoDB的数据持久化服务的开发以及提供二次开发的WebAPI接口。 1相关技术和理论 （1）MQTr（Message QueuingTelemetry Transport，消息队列遥测传输）是IBM开发的一个即时通讯协议。该协议支持所有平台，几乎可以把所有联网物品和外部连接起来，被用来当做传感器和制动器的通信协议。（2）NodeMCU是一个开源的物联网平台，它自身就可以作 为物联网终端节点使用，可以应用于某些物联网中。像Arduino一样，它是简单的开源可编程固件。本文通过MQTT协议，实现网关与数据中转站相互传输数据。（3）CC2530是用于 2.4-GHz IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。（4）ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。
物联网技术与应用 期末复习 知识点
物联网技术与应用 第一章 1 物联网定义 物联网是指物体的信息通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化的信息交互与处理的智能网络。 2物联网三大特征 全面感知;利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取(2)可靠传送:通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享(3)智能处理: 利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制 4 面向物联网的传感技术 (1）低耗自组、异构互连、泛在协同的无线传感网络。（2）智能化传感器网络节点研究。 （3）传感器网络组织结构及底层协议研究。（4）对传感器网络自身的检测与控制。 （5）传感器网络的安全问题。（6）先进测试技术及网络化测控。 5 物联网中的智能技术 智能技术是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。 人工智能理论研究(2)机器学习(3)智能控制技术与系统(4)智能信号处理 8 什么是IPv6 IPv6是"Internet Protocol Version 6"的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。 9 IPv6与物联网的关系 物联网的发展与IPv6紧密联系,因为每个物联网链接的对象都需要IP地址作为识别码,而目前IPv4的地址已经不够用.IPv6拥有巨大的地址空间,他的地址空间完全可以满足结点标识的需要 第二章 1 物联网层次结构模型 (1)信息感知层: 实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。 (2)物联接入层:主要任务是将信息感知层采集到的信息，通过各种网络技术进行汇总，将大范围内的信息整合到一块，以供处理。
物联网网关系统设计方案
物联网网关系统设计方案． 物联网网关系统设计方案 物联网网关概述 1 等信息传感设备，按约定的协议，扫描器感应器、GPS 物联网是指通过射频识别（RFID）、红外、激光
实现任何时间、任何地点、任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是具有全面感知、可靠传输、智能处理特征的连接物理世界的网络。物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、 卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。老人护理、个人健康、*物联网网关设备是将多种 Z-Wave 等，物联网的接入方式是多种多样的，如广域的 PSTN、短距离的实现接入手段整合起来，统一互联到接入网络的关键设备。它可满足局部区域短距离通信的接入需求，与公共网络的连接，同时完成转发、控制、信令交换和编解码等功能，而终端管理、安全认证等功能保证可以实现感了物联网业务的质量和安全。物联网网关在未来的物联网时代将会扮演着非常重要的角色， 知延伸网络与接入网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联，将广泛应用于智能家居、智能社区、数字医院、智能交通等各行各业。传输系统、物联网组网采用分层的通信系统架构，包括感知延伸系统、业务运营管理系统和各种应用， 在不同的层次上支持不同的通信协议，如图1 所示。感知延伸系统包括感知和控制技术，由感知延伸层设备以及网关组成，支持包括Lonworks、UPnP、ZigBee 等通信协议在内的多种感知延伸网络。感知设备可以通过多种接入技术连接到核心网，实现数据的远程传输。业务运营管理系统面向物联网范围内的耗能设施，包括了应用系统和业务管理支撑系
物联网技术及应用课后习题答案
物联网技术课后习题答案 第一章 1.“智慧地球”是由IBM公司提出的，并得到美国总统奥巴马的支持。 2.RFID属于物联网的感知层。 3.物联网有四个关键性的技术，其中传感技术能够接受物品“讲话”的内容。 4.物联网存在的问题有：技术标准问题，安全问题，协议问题，IP地址问题，终端问题共五大问题。制造技术不是。 5.物联网的理念是基于互联网、射频识别技术（RFID）、电子标签，在计算机互联网的基础上，利用射频识别技术，无线数据通信技术等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网。 6.中国的第一个提出建设物联网的城市是无锡。2009年8月温家宝总理来到无锡“物联网”技术研发中心考察，指出要尽快突破核心技术，把传感器技术和3G技术的发展结合起来。 7.物联网包含体系结构有三层，分别是感知层，网络层和应用层。基于应用服务设想，物联网可分为感知、传输、支撑、应用四大部分。其中感知和传输属于硬件系统中的感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的应用层。 8.物联网的显着特点是技术高度集成，学科复杂交叉和综合应用广泛。 9.物联网，较直接的说，就是把实际金额所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有RFID、传感技术、无线网络技术和人工智能技术，其核心是智能技术，能让物品开口说话的是RFID。物联网的关键技术有：RFID，传感技术，无线网络技术，虚拟化技术与云计算 简答题 1.简述物联网的定义，分析物联网的“物”的条件。P8 答：物联网是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。特别注意的是物联网中的“物”，不是普通意义的万事万物，这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元(CPU)；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号。 2.简述15年周期定律和摩尔定律。 答：十五年周期定律：计算模式每隔15年发生一次变革。摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍。 3.名词解释：RFID，EPC，ZigBee。 答：RFID (Radio Frequency Identification)即射频识别，俗称电子标签，一种自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别。EPC(Electronic Product Code)，即产品电子代码，为每一件单品建立全球的、开放的标识标准，实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。 4.简述物联网的体系结构。 答：物联网可以简要分为核心层、接入层，软件核心层主要是应用层，硬件接入层包括网络层和感知层。感知层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等，网络层包括无线传感网、移动通讯网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和。 5.分析物联网的关键技术和应用难点。 答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术。应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题。6举例说明物联网的应用领域及前景。 答：物联网应用领域很广，几乎可以包含各行各业。目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面，例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等，前景广阔可观，应用潜力巨大，无论是服务经济市场，还是国家战略需要，物联网都能占据重要地位 第二章 一、选择题 1. EPC-256Ⅰ型的编码方案为_____C_____。 A) 版本号2 位，EPC 域名管理21 位，对象分类17 位，序列号24 位 B) 版本号2 位，EPC 域名管理26 位，对象分类13 位，序列号23 位 C) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号160 位 D) 版本号8 位，EPC 域名管理32 位，对象分类56 位，序列号128 位2．EPC 条形码的编码方式有一维条码与二维条 码两种，其中二维条码_____C_____。 A) 密度高，容量小 B) 可以检查码进行错误侦测，但没有错误纠正 能力 C) 可不依赖资料库及通讯网路的存在而单独 应用 D) 主要用于对物品的标识 3. 模拟信号到转换成数字信号的三个阶段为 ____A______。 A) 抽样-量化-编码B) 抽样-编码-量化 C) 编码-抽样-量化D) 量化-编码-抽样 4.下列因素不会影响读写器识别电子标签有效 距离的是_____D______。 A) 读写器的发射功率B) 系统的工作频率 C) 电子标签的封装形式D) 阅读器和应答器耦 合的方式 5. 下列哪种情况会导致极化损失最大 ____B_____。 A) 用+ 45° 极化天线接收垂直极化或水平极化 波 B) 用水平极化的接收天线接收垂直极化的来 波 C) 用垂直极化天线接收+45° 极化或-45°极 化波 D) 用线极化天线接收任一圆极化波 二、填空题 1. 目前的EPC 系统中应用的编码类型主 要有三种：__64___位、__96___位和__256___位， EPC编码由___版本号_、___产品域名管理__、____ 产品分类部分_和_____序列号___四个字段组成。 2. EPC 系统由___产品电子编码体系（EPC） _、___射频识别系统__及__高层信息网络系统_ 三部分组成。 3. RFID 系统主要由____应答器_、___阅读 器_和____高层__组成。其中阅读器用于产生____ 射频载波_完成与_____应答器__之间的信息交互 的功能。 4. 应答器具体可以分为____无源（被动式） 应答器__、___半无源（半被动式）应答器___和 ____有源（主动式）应答器__。 5. RFID 的种类有__近场天线___,__远场天线 _,___偶极子天线_____,__微带贴片天线 ______,___RFID 电感耦合射频天线_______五种。 三、简答题 1、什么是EPC 中文称为产品电子代码，是国际条码组织推出 的新一代产品编码体系。 2、请简要叙述EPC系统的组成，以及各个部分 的英文简写 EPC系统有产品电子编码体系、RFID系统及高 层信息网络系统三部分组成，共六个方面。产 品电子编码体系:EPC编码标准RFID系统:EPC 标签,识读器,高层信息网络系统:Savant（神经 网络软件）,对象名称解析服务,实体标记语言。 EPC载体、读写器、EPC产品管理中间件、网 络、ONS、PML服务器、数据库等。 其中ONS ( Object Naming Servicer，对象名称 解服务器)，它用来把EPC转化成IP地址，用来 定位相应的计算机和完成相应的信息交互服 务。 PML ( Physical Markup Language，实体标识语 言)服务器中，存储用PML描述的实物信息，如 实物名称、种类、性质、生产日期、生产厂家 信息、实物存放位置、实物的使用说明等。 3、EPC编码有几项技术要求每项要求具体如何 EPC数字信息代表了该产品的生产地区、生产 商、生产日期、产品属性等数据信息。 目前的EPC系统中应用的编码类型主要有三 种：64位、96位和256位，EPC由版本号、产 品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段 组成，版本号字段代表了产品所使用的EPC的 版本号，这一字段提供了可以编码的长度。 产品域名管理字段标识了该产品生产厂商的具 体信息，如厂商名字，负责人以及产地。 产品的分类字段部分可以使商品的销售商能够 方便地对产品进行分类。序列号用于对具体单 个产品进行编码。对于具体的编码标准现在已 经推出有：EPC-96Ⅰ型，EPC-64Ⅰ型、Ⅱ型、 Ⅲ型，EPC-256Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型等编码方案。 4、条形码分为几种请简要说明每种条形码的特 点 条形码可以有一维的，还有二维条形码，黑条 和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征 信息，因而在许多领域有广泛的应用，因其各 自特点差异，其用途也各不相同，日常我们多 见到的是一维条码。 在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向 的二维空间存储信息的条码，称为二维条码 （2-dimensional bar code），可直接显示英文、 中文、数字、符号、图形；存储数据量大，可 存放1k字符，可用扫描仪直接读取内容，无需 另接数据库；保密性高（可加密）；安全级别最 高时，损污50%仍可读取完整信息。 5、RFID系统基本组成部分有哪些 标签，应答器，阅读器，天线和中间件。 关键组件主要有应答器、阅读器和处理软件二 维条形码。 6、电子标签分为哪几种简述每种标签的工作原 理（没查到） 7、RFID产品的基本衡量参数有哪些 阅读器性能参数：工作频率、作用距离、数据 传输速率、安全要求、存储容量与成本，RFID 系统的连通性，多电子标签同时识读性。 天线部分：天线效率，方向性系数，增益系数， 波瓣宽度，方向图 8、简述天线的工作原理。 天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率 接收或辐射出去的装置，是电路与空间的界面 器件，用来实现导行波与自由空间波能量的转 化，在电磁能量的转换过程中，完成信息的交 互。 无线电发射机输出的射频信号功率，通过馈线 （电线）输送到天线，由天线以电磁波形式辐 射出去。电磁波到达接收地点后，由天线接下 来，并通过馈线送到无线电接收机。 9、对于抛物面天线，已知它的抛物面直径为 2m，中心工作波长为2cm，根据统计出来的经 验数据，请计算其增益近似为多少。 答：对于抛物面天线，可用下式近似计算其增 益：G（dBi）= 10 lg { 4.5 ×（D / λ0）2} 式中，D为抛物面直径；λ0为中心工作波长； 4.5是统计出来的经验数据。 现在D=2m，中心工作波长λ0=0.02m，代入公 式得G=95.42 dBi。 如果已知天线长度0.5 ，G(dBi)=10lg{2×0.5/2} 10、RFID天线主要分为哪几种各自的特点如何 近场天线：设计比较简单，一般采用工艺简单， 成本低廉的线圈型天线。 远场天线：工作距离较远，一般位于读写器天 线的远场。 偶极子天线：可靠性极高，高增益，高功率， 窄频带场合使用。 微带贴片天线：质量轻，体积小，剖面薄，成 本低，易于大量生产。 第三章 一、选择题 1. 在我们每个人的生活里处处都在使用着 各种各样的传感器，下列使用到光电传感器 的是____C_______。 A) 电视机B) 燃气热水器报警 C) 数码照相机D) 微波炉 2. 根据传感技术所蕴涵的基本效应， 可以将传感器分为三种类型，下列类型中 ___D_______不在其中。 A) 物理型B) 化学型 C) 生物型D) 自然型 3. 下列特性中，_____C______不是气敏传感 器的特性之一。 A) 稳定性B) 选择性 C) 互换性D) 电源电压特性 4. 具有很高的线性度和低的温度漂移的传 感器是____B_______。 A) 温度传感器B) 智能传感器 C) 超声波传感器D) 湿度传感器 5. 在微电子机械系统(MEMS)中，材料以 _____A______为主。 A) 硅B) 钨 C) 铁D) 钼 二、填空题 1. 传感器是一种能把特定的___被测信号 ________，按一定规律转换成某种可用___信号输 出_____的器件或装置，以满足信息的传输、处 理、记录、显示和控制等要求。___敏感元件_____ 与__转换元件___是传感器的两个基本元件， 2. 传感器的输出量对于随时间变化的输入量的 响应特性称为传感器的___动态特性________，衡 量静态特性的重要指标是___线性度________、___ 灵敏度________、___迟滞________和__重复性 _________等。 3. 湿度传感器按照结构分类法可分为____电阻 式_______和___电容式________两种基本形式，其 湿度传感器的敏感元件分别为___湿敏电阻 ________和__湿敏电容_________。 4. 超声波传感器的主要性能指标有___工作频 率________、___工作温度________和___灵敏度 ________。 5. 传感器信号处理的主要目的是，根据传感器 输出信号的特点采取不同的信号处理方 法来提高测量系统的__测量精度_________和___ 线性度________。 三、简答题 1.简述传感器的基本原理及组成 基本原理：把特定的被测信号，按一定规律转 换成某种可用信号输出。 组成：敏感元件及转换元件 2.简述传感器的静态特性和动态特性 静态特性：是指被测量的值处于稳定状态时的 输出与输入关系。 动态特性：是指其输出对随时间变化输入量的 响应特性。 3.简述超声波传感器的系统组成及工作原理。 系统组成：发送传感器，接收传感器，控制部 分与电源部分。 工作原理：超声波是一种在弹性介质中的机械 振荡，有两种形式：横向振荡（横波）及纵向 振荡（纵波）。超声波可以在气体、液体及固体 中传播，其传播速度不同。另外，它也有折射
232串口转以太网232串口联网服务器
232串口转以太网，232串口联网服务器、 详细信息 ZLAN2100232串口转以太网可将RS-232 串口设备连接至以太网业界首款全双工、不间断、低成本服务器 支持TCP服务器、TCP客户端、UDP模式 支持虚拟串口、Web登录或使用VirCom 进行配置 概述 232串口转以太网服务器是一款工业级RS232和TCP/IP之间协议转化器。该串口服务器可以方便地使得串口设备连接到以太网和Internet，实现串口设备的网络化管理。和同类产品相比，其显著特点是稳定性（可以全双工、不间断发送大批量数据而不丢失一字节）和适中的价格。 特点 通过内嵌Web服务器可配置其网络参数、串口参数、登录口令等。 Web服务器支持密码登录，以防止随意修改。 支持跨网关：能够将串口服务器和任何Internet上有公网IP的主机连接。 支持1200～115200波特率。 支持9位数据发送功能：第9位可以为无、奇校验、偶校验、1、0，五种方式方便在485通信中区分数据帧和地址帧。 ZLVirCom配置工具可在网络上自动寻找设备联网服务器。 支持虚拟串口。 支持数据写保护，防止随意篡改。 支持默认配置启动。 LINK灯连接指示。 硬件流控CTS/RTS。 1KV网络浪涌保护。 外壳采用抗辐射的SECC板，保证在高电磁辐射区也能够正常工作。 规格 网络界面
串口界面 软件特性 电器特性 机械特性 工作环境 本文档将指导用户选择合适的串口转以太网方案，并且介绍各产品型号的差别。 1.串口服务器和串口转以太网模块的差别
图 1 串口服务器与串口转以太网模块 用户首先需要考虑是选择串口服务器还是串口转以太网模块。图 1所示，左边是串口服务器右边为串口转以太网模块。差别 如下： 1. 从外观上说，串口服务器是串口转以太网模块加一个外壳，该外壳具有抗电磁辐射的能力，但是如果用户是将串口转以 太网产品装到自己的机壳内，则串口服务器的外壳并没有多大意义。体积上模块在4×4×1cm 左右，串口服务器在10×8×2cm 左右。 2.从价格上说，串口转以太网模块的用户一旦使用，用量较大，模块价格为串口服务器价格的二分之一左右。对于量大用户选择模块合适。 3.从功能上说，串口服务器和串口转以太网模块的功能完全一样。 总结以上差别： 1.如果你的串口设备是一个现成的设备，而且设备机壳无法打开并放入模块的，那么你可以选择串口服务器，它可以外置使用。但是价格相对较高。 2.如果你是该串口设备的厂家，具有重新组装设计设备的能力，且用量较大，需要降低成本的，可以考虑采用串口转以太网模块，并将该模块内置到你的设备内部，并将模块的RJ45网口留到机壳外面。 2.各类串口转以太网模块的比较 接下来选择不同类型的串口转以太网模块。如图 2和图 3所示为 ZLSN2000、ZLSN3000、ZLSN4000、ZLSN2100、ZLSN3100的图片。 图 2 ZLSN2000、ZLSN3000、ZLSN4000串口转以太网模块
物联网解决方案
XXXXX中心 XXXXX物联网体验系统 解决方案
目录
1、项目简介 XXXXX广场销售中心是以商务、办公、休闲于一体的高端场所，作为以提供服务,保障商务运营为目的，如何提高中心的综合服务水平、确保各种设施的稳定运行、大幅度降低其日常运营成本、让用户有更好的人机交互体验等已成为中心经营管理的关键。为此，现今的置业推广中心无一例外地采用了各种智能化技术，以提升本中心的档次。 根据建筑平面图，详细了解该中心项目将来的应用分析，对中心的应用要求明确化、定量化，形成科学的、严格的、可操作的具体目标，即：从功能、性能、实施和费用等方面结合现有的产品和各类相关技术确定了智能化系统设计目标，规划设计了XXXXX广场销售中心物联网系统工程建设方案。 中心的定位是甲级商务办公中心，因此中心智能化建设是一个高标准的综合性建设工程，将使中心的硬件环境和软件配套得到全方位的提升，使中心的硬件设施和环境趋向高档豪华，管理和服务更加高效和规范，从而使中心的社会效益和经济效益得到提高。 智能化建设应用除具备实用性外，还应具有一定的先进性和超前性。设计中充分体现系统的可用性、先进性、方便性、安全性、可靠性、可扩展性及系统性价比的合理性，为中心运营提供技术和管理手段。 XXXXX广场销售中心物联网系统工程项目设计，以明确定位、投入、功能，按工程的设计施工、验收、评估规律建立切实可行的计划，确保该项目建成优质示范工程。 现代社会的商务中心是要如何为工作人员和外界人员提供舒适的环境、周到快捷优质的服务，满足客户的各种需求，同时最大限度的降低中心运营成本，提高中心的效率和效益。通过建设“中心智能化物联网系统”，运用先进的技术手段和设备，可以达到以上应用需求。
物联网网关系统设计方案
物联网网关系统设计方案 1 物联网网关概述 物联网是指通过射频识别（RFID）、红外感应器、GPS、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，实现任何时间、任何地点、任何物体进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。物联网是具有全面感知、可靠传输、智能处理特征的连接物理世界的网络。 物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、老人护理、个人健康、*卉栽培、水系监测、食品溯源、敌情侦查和情报搜集等多个领域。 物联网的接入方式是多种多样的，如广域的PSTN、短距离的Z-Wave 等，物联网网关设备是将多种接入手段整合起来，统一互联到接入网络的关键设备。它可满足局部区域短距离通信的接入需求，实现与公共网络的连接，同时完成转发、控制、信令交换和编解码等功能，而终端管理、安全认证等功能保证了物联网业务的质量和安全。物联网网关在未来的物联网时代将会扮演着非常重要的角色，可以实现感知延伸网络与接入网络之间的协议转换，既可以实现广域互联，也可以实现局域互联，将广泛应用于智能家居、智能社区、数字医院、智能交通等各行各业。 物联网组网采用分层的通信系统架构，包括感知延伸系统、传输系统、业务运营管理系统和各种应用，在不同的层次上支持不同的通信协议，如图1 所示。感知延伸系统包括感知和控制技术，由感知延伸层设备以及网关组成，支持包括Lonworks、UPnP、ZigBee 等通信协议在内的多种感知延伸网络。感知设备可以通过多种接入技术连接到核心网，实现数据的远程传输。业务运营管理系统面向物联网范围内的耗能设施，包括了应用系统和业务管理支撑系统。应用系统为最终用户提供计量统计、远程测控、智能联动以及其他的扩展类型业务。业务管理支撑系统实现用户管理、安全、认证、授权、计费等功能。
PROFIBUS-DP及工业以太网联网步骤
PROFIBUS-DP联网（EM277模块） 电脑（带CP5611网卡）、CP5611网卡通讯线 用CP5611网卡通讯线连接模块与5611串口，设置地址点击“设置”→“控制面板” →“” 选择“CP5611(PROFIBUS)”,然后点击右边所示“Diagnostics.出现下面所示窗口： 点击“READ”,在上显示方格里能读取地址“√”，模块为好。
工业以太网（CP343-1模块） PC\PPI通讯线、网线 1 、设定PC机IP地址 打开网络邻居，查看本地连接属性，“Internet协议(TCP/IP)”，在弹出的对话框中选择对该PC机的IP地址机其他参数进行设置。具体如下： 2、利用以太网向导组建通信组态 2.1 打开“STEP7 V4.0”软件，选择“工具”→“以太网向导”，点击“下一步”，点击“读取模块”对所连接的EM243-1通信模块进行在线读取：
2.2在次对话框中可设置EM243-1通信模块的IP地址、子网掩码、网关地址、模块连接类型等通信信息（注：此处填写的IP地址和子网掩码要与PC机设置对应）如下： 直接点击“下一步”把该模块设置为“服务器（SERVER）”,并接受所有连接如下： 直接点击“下一步”，直至完成整套通信设置，点击“完成”按钮，推出设置对话框如下：
3、下载程序 系统自动生成通信子程序，打开界面左边的“程序块”，选择“主程序”，点击“”进行编译程序，编译无误后点击“”下载程序到PLC中，断开PC/PPI通讯线。 4、通信 4.1 用网线完成以太网模块与电脑之间的连接，打开界面左边进行tongx协议设置：双击“设置PG/PC接口”，选择如下图所示，点击“OK” 4.2双击“通信”→“双击刷新”，能在双击刷新下显示读取到的地址为好。
串口服务器配置手册
立体仓库系统硬件 配置手册 无锡中鼎物流设备有限公司 2015年1月编制
1.硬件介绍 MOXA串口联网服务器NPORT5360 特点 - 以太网口支持100/10M自适应，串口支持RS-422，RS-485（2w/4w） - 低成本、信用卡大小 - 支持Windows/Linux COM串口驱动程序模式 - 提供包括TCP Server、TCP Client、UDP Server/Client和Ethernet Modem 在内的不同socket操作模式 - 无需PC、可通过网络连接两个串口设备的对等连接模式 - 易于使用、可用于批量安装的Windows工具 - 所有信号内置15 KV突波保护 - 支持网络管理协议SNMP MIB-II - 可通过网络Web/Telnet进行配置 2.串口服务器配置 MOXA针对串口联网服务器开发了软件NPort Administrator，方便用户配置，下面我就介绍如何用Nport Administration 配置NPORT产品。 ⑴安装软件Nport Administration 如下图所示安装Nport Administration Suite ⑵连接串口服务器 安装Nport Administration Suite后连接立库系统内网，需要配置与立体库同一网段IP地址。本立库系统串口服务器IP地址为192.3.15.252. 注意：配置IP地址时请勿配置设备占用的IP地址，否则可能会导致设备无法正常运行。
打开软件，如图： 图三 点击Search，可以搜索到局域网中所有的NPORT设备，包括和主机IP不同网段的NPORT设备。 搜索到设备如下图： 图四 如图可以显示设备的型号，MAC地址，IP地址，以及设备的名称。(默认IP：192.168.127.254) ⑶配置串口服务器 选中要配置的设备，点击右键——Configuer，或者是双击，进入设备配置界面，如图：
物联网技术与应用论文
物联网技术与应用论文 Revised as of 23 November 2020
一．引言 物联网的发展将彻底改变人们的生活方式，大大提高人们的生活质量和效率。物流关系着现代人生活的衣食住行，其发展关系着社会经济的方方面面。广泛推广和应用物联网技术，不仅可以完善和优化物流供应链管理体系，实现物流管理的合理化，而且在提高物流效率、降低物流成本、优化资源配置等方面具有积极的推动作用。为带动物流行业的全面发展，研究物联网技术在物流行业的应用势在必行。二．物联网以及国内外发展现状及存在问题 物联网的概念 物联网的概念起源于由RFID（射频识别）对所有物品进行标识并利用网络进行数据交换，进而实现智能识别和管理。经过不断扩充、延展、完善，现在人们普遍接受的物联网概念是指通过信息传感设备，运用射频识别、红外感应、全球定位系统、激光扫描等技术，按照约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 国内外发展现状及存在问题 从国际上看，欧盟、美国、日本等国都十分重视物联网的工作，并且已作了大量研究开发和应用工作。如美国把它当成重振经济的法宝，所以非常重视物联网和互联网的发展，它的核心是利用信息通信技术(ICT)来改变美国未来产业发展模式和结构(金融、制造、消费和服务等)，改变政府、企业和人们的交互方式以提高效率、灵活性和响应速度。把ICT技术充分用到各行各业，把感应器嵌入到全球每个角落，例如电网、交通(铁路、公路、市内交通)等相关的物体上。并利用网络和设备收集的大量数据通过云计算、数据仓库和人工智能技术作出分析给出解决方案。把
串口服务器的原理及使用方法
串口服务器的原理及使用方法 串口服务器是将来自TCP/IP协议的数据包，解析为串口数据流；反之，也可以将串口数据流打成TCP/IP协议的数据包，从而实现数据的网络传输。它能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TTL串口或者RS232/RS485/RS422接口的数据转化为IP端口的数据，这样就能够将传统的串行数据送上流行的IP通道，而无须过早的淘汰原有的不带以太网模块的设备，从而提高现有设备的利用率，节约了投资，简化了布线。在数据处理方面，串口服务器完成的是一个面向连接的TTL串口或者RS232/RS485/RS422链路和面向无连接以太网之间的通讯数据的存储控制，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。在实际应用方面，串口服务器完成是将TCP/IP协议的以太网接口映射为Windows操作系统下的一个标准串口，应用程序可以像对普通串口一样对其进行收发和控制，比如一般计算机有两个串口COM1和COM2，通过串口服务器可将其上面的串口映射为COM3、COM4、COM5等。 串口联网服务器产品提供了直接通过网络来访问工业设备的解决方案。传统串口设备因此可以被转换成可以从局域网甚至互联网来监测和控制的以太网设备。IOTworkshop的串口服务器提供不同的配置和规格特性以符合特殊应用的需求，包括有Modbus协议转换、TCP、UDP操作模式等。串口联网服务器是重新改造既有串口设备最简单的办法，包括PLC、数控机床、仪器仪表、传感器、无线电收发机和其他串口设备。在自动化工业领域、有成千上万的感应器、检测器、PLC、读卡器或其他设备，互相连接形成一个控制网络，作为信息系统中管理数据的工具。而最常用来连接这些设备的通讯界面就是RS232和RS422/RS485总线。以太网/互联网等网络架构已逐渐在自动化产业内被广泛的采用，取代传统的串口通讯而成为自动化系统通讯的主流。在这种趋势下，以TCP/IP和以太网为代表的成熟度较高的开放式网络技术，正逐渐地被应用在各个自动化系统，连接并控制所有的设备。对所有设备制造商和设备使用者而言，寻求一个经济、快速的解决方案，让现有的设备可立即联网使用，成为掌握竞争商机的重要课题。IOTworkshop出品的Eport-E10超级网口、HF5111设备联网服务器正是这种“立即联网”的解决方案。它可以让传统的TTL串口或者RS232/485/422设备，立即转换成具备网络界面的网络设备。 1.直连方式：所谓直连就是将计算机上的网线口与串口服务器上的以太网口直接相连， 如图1所示。该组网方式布线简单，可以实现较长距离传输，较长距离传输的实现 是因为从计算机到串口服务器的距离增大。网线的制作与一般的上网用的网线接线 相同。通过虚拟串口管理软件将串口服务器上的串口映射为COM3、COM4等，便 可像普通串口一样对其进行操作。对于Eport-E10来说，如果将其TTL串口增加 MAX485芯片就成为RS422或RS485，同样可以将其映射为COM3、COM4等，所 以对于上位机来说不管串口服务器以什么样的串口方式输出，其操作方式与对计算 机自身的COM1、COM2口的操作方式一样，大大简化了上位机的编程工作量。然 而，串口服务器真正的优势以及价值的体现并不是表现在直连方式的应用上，将设 备连接到以太网上是它重要的目的。
工业设备物联网解决方案 菲利科
【菲利科】工业设备物联网一站式解决方案 关于物联网，我们了解到的是，随着智能设备的普及以及硬件成本的下降，物联网（loT）目前已经成为当下热门。据IDC研究数据表明，尽管有66%的元器件厂商和67%的加工厂商正在积极探索互联网领域，但其中只有分别不到半数和半数左右的厂商能够真正开始试点，大多数企业仍然在这一领域摸索前行。 随着企业成本的持续增长，工业领域对于移动化的潜在需求，设备联网、产品物联网化将成为必然趋势，从工业和企业角度来说，产品物联网化将从运营、销售、售后等各方面帮助提升企业的效率，为工业或企业在行业的洗牌中占据一定优势。 但目前的工业企业即使认识到物联网是必然的趋势，却很难找到合适自己的物联网道路。 首先一个很大的阻碍就是技术难度和投入成本的问题，开发团队需要横跨多个领域的人才，而组建自身研发团队或外包开发都需要投入大量资金。同时由于投入周期长，需要承担巨大时间成本，有可能错失业务转型和升级机会，难以在短时间内验证物联网化商业模式带来的益处。 在这一大背景下，菲利科选择从解决方案切入，致力于协助企业快速实现设备智能化升级，并打造设备管理一站式云平台。以设备接入、后台运营管理以及行业大数据，共同为企业和工业构建一整套的菲利科物联网服务。 适用企业： 各类规模的制造企业，以机械制造加工装配为主 以多品种小批量，多品种多批量为主的各种生产类型 研发和批产混合生产模式的制造企业 适应各类按库存、按订单生产的制造企业 生产管理模式寻求突破、创新，产品工艺复杂和状况多变的制造企业 适用行业 方案系统
物联网运维系统由智能硬件接口设备、智能应用系统云平台套件以及大数据智能分析服务组成，通过智能采控终端采集设备，将各种数据上传到云平台，存储、整理、分析，通过智能应用系统实现时时在线监控、记录、查询、统计、分析、修改、报警等操作，实现远程智能化管理，提高企业智能化管理水平。 技术优势 可靠性 ①云服务拥有全球异地容灾备份机制，确保全天24小时服务。 ②具有亿万级别的高并发处理能力和毫秒级的个性化触发能力。 安全性 ①菲利科采用“公有云”+“私有云”模式，将设备运行数据与商业数据分离，涉及商业机密的数据将存在本地服务器或私有云端，确保用户数据的安全性。 ②智能数据采控终端与基础数据、云服务平台数据交互，采用对称加密技术、云服务平台与应用系统，确保整个方案数据交互的安全性。 灵活性 ①菲利科提供的FIAP（柔性物联网应用平台）系统，可对数据灵活展现，通常复杂的、个性的需求都能直接通过配置而非开发方式实现。 ②智能数据采控终端是可编程模块，可支持同时接入多类型工业设备、数据采集可自行编程定义，随着用户自身业务的不断发展，可自己配置新功能，不受供应商限制。 中立的第三方 ①菲利科是专注于工业领域的物联网解决方案提供商。 ②对客户的业务、数据不构成任何风险与影响，保持中立第三方位置。 ③菲利科的每一个客户都有自己的专用系统。 系统价值 方案价值 实现产品服务智能化 通过工业物联网运维系统，使原有产品和服务实现了智能化升级改造。通过时时掌控设备信息、客户信息，实现了高效的设备、厂家、代理商、客户、人员一体化管理流程。 提升行业竞争优势 更加有利于客户对产品使用。实现客户对产品的智能化使用、智能化管控。提高了客户工作效率，降低了客户非智能设备使用过程中的操作风险和成本风险。
基于物联网的嵌入式智能网关的设计
基于物联网的嵌入式智能网关的设计 目前，全球都十分关注物联网技术以及其所带来的价值，掌握物联网技术无疑占据了主动的地位，因此不能忽视其广泛的市场前景。 1物联网网关概述目前，物联网的结构有三种分类：感知层、网络层以及应用层。 1.1 感知层 同人体的感知一样，物联网也有感知层。该结构主要是借助传感器去感知，同人们一样去识别相关信息，这赋予了物联网以智能感知的功能。 1.2 网络层 网络层的功能就像是人体神经系统对信息进行处理一样，与感知层相比，其功能更加强大，也更加复杂。 1.3 应用层 应用层是第三层结构，也是物联网结构的顶层，能够实现物联网技术和其他技术的结合，实现物联网的多领域、多行业应用。并且，这三种结构缺一不可。 感知层能够起到感知信息的作用，其主要是借助传感器来实现的，如果没有太多的传感器，还可以借助网络与设备的连接实现传感器的功能，但这样会造成资源浪费。为了节省资源，顺利实现数据传送，最好能够将所有的设备与网络层相连，实现数据的统一传送。为了避免传感器设备不足造成的资源浪费问题，最好能够在感知层和网络层之间设置一个汇聚层，通过该汇聚层衔接这两个结构，就不会出现资源浪费的问题，并且能够实现数据的传送。
1.1 物联网系统的分析物联网网关需要高度重视，其功能先进，全面，不仅可以感知，还能够实现远程监控，并且可以接入不同的网络。物联网网关的感知功能主要是以网络形式来体现的，并且配合多功能传感器获取不同的信息进行感知。这些传感器的接入形式不同，从目前来看，主要可分为有线和无线两种接入模式。有线接入的速度较慢，不具备无线接入的某些功能，因此，无线网络的应用越来越频繁。目前，常见的移动设备都具备无线网络的接入功能，并能够实现快速传送，这样就可以大大提高无线网络的使用范围。随着无线网络的不断发展，其必定会成为主要的接入方式。 不同结构进行网络互通所采用的传感器不同，对信息的感知也会不同，为了实现不同结构的网络互通，需要设置一个协议网络。因为，协议网络可以实现不同结构的网络互通，如果沒有协议网络的支持，数据的交流就会变得十分困难。目前常见的协议网络主为Mod bus，在许多领域都有其身影。 在物联网系统中，检测控制管理是一个重要的功能，其主要目的是对数据进行监控，实现科学的管理。首先，在网关中有许多不同的功能，对这些功能进行合理控制，就能够实现物联网技术的突破，为人们的生产和生活带来方便。其次，对网络连接进行集中管理，也是检测控制管理的常见功能。检测控制管理主要是对系统和外界的网络进行内外监控与管理，其功能更加全面。 1.2 物联网系统的整体设计策略 物联网网关之所以很重要，主要是由于人们对于物联网系统的要求越来越高，因此，物联网网关的形式设计就受到了人们的高度重视。目前，物
工业设备物联网解决方案 菲利科之欧阳家百创编
【菲利科】工业设备物联网一站式 解决方案 欧阳家百（2021.03.07） 关于物联网，我们了解到的是，随着智能设备的普及以及硬件成本的下降，物联网（loT）目前已经成为当下热门。据IDC研究数据表明，尽管有66%的元器件厂商和67%的加工厂商正在积极探索互联网领域，但其中只有分别不到半数和半数左右的厂商能够真正开始试点，大多数企业仍然在这一领域摸索前行。 随着企业成本的持续增长，工业领域对于移动化的潜在需求，设备联网、产品物联网化将成为必然趋势，从工业和企业角度来说，产品物联网化将从运营、销售、售后等各方面帮助提升企业的效率，为工业或企业在行业的洗牌中占据一定优势。 但目前的工业企业即使认识到物联网是必然的趋势，却很难找到合适自己的物联网道路。 首先一个很大的阻碍就是技术难度和投入成本的问题，开发团队需要横跨多个领域的人才，而组建自身研发团队或外包开发都需要投入大量资金。同时由于投入周期长，需要承担巨大时间成
本，有可能错失业务转型和升级机会，难以在短时间内验证物联网化商业模式带来的益处。 在这一大背景下，菲利科选择从解决方案切入，致力于协助企业快速实现设备智能化升级，并打造设备管理一站式云平台。以设备接入、后台运营管理以及行业大数据，共同为企业和工业构建一整套的菲利科物联网服务。 适用企业： 各类规模的制造企业，以机械制造加工装配为主 以多品种小批量，多品种多批量为主的各种生产类型 研发和批产混合生产模式的制造企业 适应各类按库存、按订单生产的制造企业 生产管理模式寻求突破、创新，产品工艺复杂和状况多变的制造企业 适用行业 方案系统 物联网运维系统由智能硬件接口设备、智能应用系统云平台套件以及大数据智能分析服务组成，通过智能采控终端采集设备，将各种数据上传到云平台，存储、整理、分析，通过智能应用系统实现时时在线监控、记录、查询、统计、分析、修改、报警等操作，实现远程智能化管理，提高企业智能化管理水平。 技术优势