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傳統的通信技術越來越受互聯網的影響——從我們手中的電話到我們的閱讀方式。
比如IP電話或者帶語音通話功能的即時通信軟件已經可以讓傳統的長途電話費用降到幾乎為0,數字圖書或者數字雜誌、數字報紙與傳統的紙質媒體相比較費用也幾乎為0。
同樣傳統的RS-232、RS-485串口的遠程通信在網絡即時通信技術的幫助下可以實現幾乎0硬件成本和幾乎無限遠距離的遠程通信。好靈通串口即時通信(圖1)就是這樣一種專門為基於網絡的實現串口遠程通信的即時通信軟件,包括互聯網版和局域網版。
如果說在上一個10-20年裏,整個工業界經曆了一場從模擬到數字領域的轉變,那麼今後的10-20年裏,將是數字領域到互聯網領域的轉變。一個涵蓋了電子硬件、軟件,IC以及傳感器的融合與信息交換的通信新世界。
是shi什shen麼me使shi這zhe種zhong改gai變bian如ru此ci不bu可ke抗kang拒ju,看kan起qi來lai沒mei有you任ren何he行xing業ye能neng夠gou阻zu止zhi它ta的de腳jiao步bu?這zhe當dang中zhong有you很hen多duo原yuan因yin,從cong快kuai速su的de物wu流liu和he服fu務wu,到dao巨ju大da的de生sheng產chan力li。無wu論lun如ru何he,最zui重zhong要yao的de還hai是shi性xing價jia比bi。事shi實shi證zheng明ming,互hu聯lian網wang技ji術shu帶dai來lai更geng快kuai的de增zeng長chang率lv,每mei當dang互hu聯lian網wang的de節jie點dian數shu增zeng長chang10倍的同時,整個網絡所傳遞的信息數量將是100倍,而每個節點的價格將降低到0.1倍。任何拒絕“internet化”進程的行業都要承擔被淘汰的風險。
從近距離到遠程,我們回顧一下串口通信的傳統實現方式。15米以內,我們可以直接用RS-232電平和TTL電平;1200米內,我們可以用RS-485電纜。4千米以內,我們可以用多模光纖,也可以用CAN總線。40千米以內,我們可以布單模光纖。更加遠的距離呢?理論上我們可以加中繼,但是遠距離布線以及為中繼器供電的成本呢?考慮到土地、道路、管道等的施工、實際上布超過10千米的專門用於串口通信的工程已經是非常困難的。
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圖 1. 從USB口擴展串口的轉換器。
近距離地審視現在的串口通信方式,同新興的IT技術相比,我們的方式仍然固守電子時代的“前IT”技(ji)術(shu),遠(yuan)遠(yuan)缺(que)少(shao)互(hu)聯(lian)網(wang)技(ji)術(shu)的(de)滲(shen)透(tou)。盡(jin)管(guan)具(ju)有(you)串(chuan)口(kou)的(de)單(dan)片(pian)機(ji)的(de)數(shu)量(liang)也(ye)許(xu)累(lei)計(ji)超(chao)過(guo)了(le)目(mu)前(qian)地(di)球(qiu)人(ren)口(kou)的(de)數(shu)量(liang),其(qi)中(zhong)形(xing)成(cheng)串(chuan)口(kou)節(jie)點(dian)互(hu)連(lian)設(she)備(bei)也(ye)是(shi)至(zhi)少(shao)數(shu)以(yi)百(bai)萬(wan)計(ji),但(dan)串(chuan)口(kou)通(tong)信(xin)仍(reng)然(ran)主(zhu)要(yao)依(yi)靠(kao)現(xian)代(dai)計(ji)算(suan)機(ji)與(yu)互(hu)聯(lian)網(wang)時(shi)代(dai)之(zhi)前(qian)的(de)電(dian)子(zi)時(shi)代(dai)的(de)技(ji)術(shu)來(lai)控(kong)製(zhi)。但(dan)是(shi),隨(sui)著(zhe)新(xin)的(de)網(wang)絡(luo)技(ji)術(shu)的(de)深(shen)入(ru),特(te)別(bie)是(shi)IPv6即將在2015年(nian)前(qian)普(pu)及(ji),串(chuan)口(kou)通(tong)信(xin)的(de)互(hu)聯(lian)網(wang)化(hua)的(de)革(ge)命(ming)已(yi)經(jing)啟(qi)航(hang)。這(zhe)種(zhong)變(bian)革(ge)會(hui)帶(dai)來(lai)更(geng)高(gao)的(de)性(xing)能(neng),更(geng)低(di)的(de)花(hua)費(fei),以(yi)及(ji)完(wan)全(quan)不(bu)同(tong)的(de)新(xin)特(te)征(zheng),例(li)如(ru)每(mei)個(ge)串(chuan)口(kou)都(dou)將(jiang)分(fen)配(pei)一(yi)個(ge)獨(du)立(li)的(de)互(hu)聯(lian)網(wang)IP地址,我們將來要識別的多機通信地址不再是自己用軟件編程來分配的,甚至傳統的COM口的號碼也不是COM1、COM2等,而是自己的IPv6地址。盡管仍然處於初級階段,但互聯網革命已經不可否認的開始了,沒有任何電子行業能夠忽視它的存在。
基於互聯網的串口即時通信
將串行口進行互聯網化的第一步是具有串口通信功能的即時通信軟件。非常誌豪的是,它已經首先出現在我們中國,名字叫做好靈通:串(chuan)口(kou)即(ji)時(shi)通(tong)信(xin)。好(hao)靈(ling)通(tong)本(ben)身(shen)也(ye)是(shi)一(yi)款(kuan)功(gong)能(neng)齊(qi)全(quan)的(de)即(ji)時(shi)通(tong)信(xin)軟(ruan)件(jian),每(mei)個(ge)用(yong)戶(hu)分(fen)配(pei)一(yi)個(ge)好(hao)靈(ling)通(tong)號(hao)碼(ma),同(tong)時(shi)也(ye)對(dui)應(ying)一(yi)個(ge)串(chuan)口(kou),無(wu)論(lun)這(zhe)個(ge)串(chuan)口(kou)在(zai)世(shi)界(jie)的(de)任(ren)何(he)角(jiao)落(luo),隻(zhi)要(yao)配(pei)這(zhe)個(ge)串(chuan)口(kou)的(de)計(ji)算(suan)機(ji)可(ke)以(yi)上(shang)網(wang)。好(hao)靈(ling)通(tong)串(chuan)口(kou)借(jie)助(zhu)於(yu)互(hu)聯(lian)網(wang)可(ke)以(yi)分(fen)布(bu)在(zai)全(quan)球(qiu),並(bing)且(qie)與(yu)用(yong)戶(hu)自(zi)己(ji)的(de)串(chuan)行(xing)口(kou)對(dui)接(jie),用(yong)好(hao)靈(ling)通(tong)軟(ruan)件(jian)建(jian)立(li)“好友聊天”,並通過因特網將用戶的串口信號進行發送和接收。我們將這一過程形象地成為世界範圍內的“串口的遠程透明傳輸”。滿足實現這一切的技術要求不再是簡單的嚐試。好靈通軟件需要將接收到的串口數據進行實時、精確的讀取、存儲,以及拆解為適合internet傳輸的TCP/IP包,還要足夠的通訊帶寬和專門的互聯網服務器來可靠地傳送數據包,對方的“好友”計(ji)算(suan)機(ji)還(hai)得(de)繼(ji)續(xu)信(xin)息(xi)的(de)複(fu)原(yuan)處(chu)理(li)。所(suo)有(you)的(de)這(zhe)些(xie)需(xu)求(qiu)都(dou)是(shi)為(wei)了(le)讓(rang)遠(yuan)距(ju)離(li)的(de)雙(shuang)方(fang)的(de)串(chuan)口(kou)感(gan)覺(jiao)就(jiu)像(xiang)使(shi)用(yong)一(yi)條(tiao)串(chuan)口(kou)通(tong)信(xin)電(dian)纜(lan)直(zhi)接(jie)連(lian)接(jie)一(yi)樣(yang)的(de)透(tou)明(ming)。由(you)於(yu)中(zhong)間(jian)環(huan)節(jie)為(wei)TCP協議的IP包,這種好靈通串口通信甚至可以實現不同速率的串口透明傳輸,這是傳統的方法無法實現的。由於串口通信速率一般最高為115.2K字節/秒,這對於已經普及的(ADSL)2M寬帶上網來講,完全可以保持數據的實時性和準確性。
基於互聯網即時通信的串口遠程通信可以在未來十年內保持技術的領先。設想一下,我們未來的家電、攝像頭、甚至照明電器都將具備RS-232口,借助於互聯網版好靈通,我們就可以從辦公室實時控製或者監視這些設備。注意好靈通和對於其它正在嚐試的遠程攝像頭、遠程“雲打印”技術的優勢在於通用性,隻要設備具有RS-232口即可。RS-232和RS-485作為傳統的最為普及的工業通信接口,由於其通信協議的簡單明了和易於使用,加上隨著帶串口的單片機的巨量使用,在未來的10-20年都不會消失。將來好靈通的普及也會繼續延長RS-232和RS-485的生命。
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圖 2. 基於互聯網的串口即時通信軟件:好靈通v5.0版本 。
基於局域網的串口即時通信
大部分情況下,串口的遠程通信也許沒有超過企業的局域網本身的距離。由於有線局域網技術、工業以太網技術的持續發展,現在構造一個足夠遠、節jie點dian足zu夠gou多duo的de企qi業ye局ju域yu網wang已yi經jing是shi很hen普pu及ji的de技ji術shu。這zhe個ge局ju域yu網wang內nei,不bu僅jin傳chuan輸shu企qi業ye的de管guan理li信xin息xi數shu據ju,還hai可ke以yi借jie助zhu局ju域yu網wang版ban的de好hao靈ling通tong即ji時shi通tong信xin軟ruan件jian來lai傳chuan輸shu串chuan口kou信xin號hao。局ju域yu網wang好hao靈ling通tong即ji時shi通tong信xin相xiang對dui互hu聯lian網wang版ban好hao靈ling通tong的de優you勢shi在zai於yu:1、baomixinghao。youyujuyuwangtongxinkeyiyuhulianwanggeli,baozhengleqiyeneibuxinxibuhuizaihulianwangshangxielu,tongshiyebuhuiyouconghulianwangshangfaqideheikegongjideng。 2、速度更快。局域網已經普及100M甚至1000M速率,遠遠高於ADSL的2M。 3、可ke靠kao性xing高gao。局ju域yu網wang版ban好hao靈ling通tong采cai用yong了le不bu依yi賴lai任ren何he服fu務wu器qi的de技ji術shu,也ye就jiu是shi每mei個ge用yong戶hu在zai通tong信xin時shi互hu為wei服fu務wu器qi和he互hu為wei客ke戶hu端duan,隻zhi要yao局ju域yu網wang的de網wang絡luo線xian路lu可ke靠kao連lian接jie即ji可ke保bao證zheng可ke靠kao通tong信xin,而er互hu聯lian網wang版ban的de好hao靈ling通tong必bi須xu通tong過guo互hu聯lian網wang連lian接jie專zhuan門men的de服fu務wu器qi。4、支持多機通信。局域網版的好靈通具有“廣播”功能,就是向局域網內所有好靈通用戶群發信息。
將串口通信網絡化的下一步是通過即時通信軟件來進行控製。原來的串口通信的地址變成為了“好友”的(de)昵(ni)稱(cheng)。這(zhe)將(jiang)大(da)大(da)簡(jian)化(hua)原(yuan)來(lai)需(xu)要(yao)識(shi)別(bie)地(di)址(zhi)的(de)軟(ruan)件(jian)編(bian)程(cheng)。同(tong)樣(yang),局(ju)域(yu)網(wang)版(ban)的(de)好(hao)靈(ling)通(tong)也(ye)具(ju)有(you)支(zhi)持(chi)不(bu)同(tong)速(su)率(lv)的(de)節(jie)點(dian)的(de)通(tong)信(xin),這(zhe)一(yi)點(dian)上(shang)傳(chuan)統(tong)方(fang)法(fa)無(wu)法(fa)實(shi)現(xian)的(de)。這(zhe)樣(yang),新(xin)一(yi)代(dai)基(ji)於(yu)局(ju)域(yu)網(wang)的(de)串(chuan)口(kou)通(tong)信(xin)網(wang)絡(luo)就(jiu)建(jian)成(cheng)了(le)。
在全世界範圍內,串口通信網將要經曆巨大變革,傳統的MODBUS協xie議yi將jiang讓rang位wei於yu好hao靈ling通tong串chuan口kou即ji時shi通tong信xin軟ruan件jian。工gong業ye計ji算suan機ji將jiang從cong傳chuan統tong的de中zhong心xin控kong製zhi主zhu機ji直zhi接jie衝chong到dao工gong業ye測ce控kong的de第di一yi線xian,其qi體ti積ji將jiang減jian小xiao到dao智zhi能neng手shou機ji大da小xiao,也ye許xu將jiang來lai就jiu是shi具ju有youRS-232串口的智能手機。無論是windows、androidhaishiqitacaozuoxitongdoukeyi,zhiyaoanzhuangxiangyingbanbendehaolingtongruanjian,youyuzaiyonghukanlaihaolingtongshixiandeshichuankoutoumingchuanshu,jiuyushiyongzhijiedianlanlianjiedebianchengshiyiyangde,shenzhigengjiajiandan。
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圖 3. 基於局域網的串口即時通信軟件:好靈通v1.1版本 。
weilaidejisuanjijiangzaigongyetongxinlingyuchongdangjintiandanpianjidejiaose,jianglaidechuankoutongxinbuzaixuyaojintianzheyangfuzadedanpianjibiancheng。youyujuyoucaozuoxitong,zhiyaoanzhuanghaolingtongjishitongxinruanjianjiukeyifangbianshixiangongyetongxin。