用以太網(wǎng)光纖實(shí)現(xiàn)的USB光纖通信方案
以上的方案為兩邊都是計(jì)算機(jī),都能夠安裝驅(qū)動(dòng)程序。如果上面的應(yīng)用中僅有一邊為計(jì)算機(jī),而另外一邊為USB設(shè)備呢?由于USB設(shè)備不能夠安裝驅(qū)動(dòng)程序,就必須采用其它的USB光纖通信方案。在常用的幾種外部接口中,目前采用光纖傳輸技術(shù)比較成熟的是以太網(wǎng)。先通過(guò)光纖將以太網(wǎng)延長(zhǎng)到遠(yuǎn)端,然后將遠(yuǎn)端的以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換成為USB口,這樣就實(shí)現(xiàn)了USB的光纖遠(yuǎn)程通信。而現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)都有以太網(wǎng)口,即使沒(méi)有以太網(wǎng)口的情況下從USB口轉(zhuǎn)換出一個(gè)以太網(wǎng)口也是很方便的。
以太網(wǎng)光纖轉(zhuǎn)換器分單模光纖和多模光纖兩種產(chǎn)品,都能夠把以太網(wǎng)信號(hào)從銅纜雙絞線介質(zhì)信號(hào)轉(zhuǎn)換為光纖介質(zhì)信號(hào)。支持IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)、可將 10BASE-T/100BASE-TX以太網(wǎng)雙絞線信號(hào)轉(zhuǎn)換成100Base- FX以太網(wǎng)光纖信號(hào),產(chǎn)品提供一個(gè)雙絞線RJ- 45接口和一個(gè)光纖接口(一般為SC頭)。以太網(wǎng)單模光纖轉(zhuǎn)換器可以zui遠(yuǎn)傳輸40Km~60Km,以太網(wǎng)多模光纖轉(zhuǎn)換器可以zui遠(yuǎn)傳輸2~4Km。
相對(duì)來(lái)講,從以太網(wǎng)口轉(zhuǎn)換出USB口是比較復(fù)雜的技術(shù)。早期的類(lèi)似產(chǎn)品稱(chēng)為USB打印服務(wù)器。之所以稱(chēng)為USB打印服務(wù)器而不是USB服務(wù)器或者以太網(wǎng)/USB轉(zhuǎn)換器是因?yàn)檫@些產(chǎn)品生成的USB口只能夠支持USB打印機(jī),甚至只支持某些品牌的某些型號(hào)的打印機(jī)。由于USB遠(yuǎn)程應(yīng)用中許多都是打印機(jī),所以這些產(chǎn)品今天仍然廣泛應(yīng)用。用電纜傳輸?shù)囊蕴W(wǎng)的zui遠(yuǎn)距離為150米。現(xiàn)在USB口的應(yīng)用已經(jīng)越來(lái)越廣泛,比如說(shuō),我們經(jīng)常用U盤(pán)、USB攝像頭等。幸運(yùn)的是,以太網(wǎng)/USB轉(zhuǎn)換器(也稱(chēng)為:USB服務(wù)器)技術(shù)和產(chǎn)品也在進(jìn)步,波仕的產(chǎn)品支持USB存儲(chǔ)盤(pán)、USB/串口轉(zhuǎn)換器、USB攝像頭等,當(dāng)然也支持USB打印機(jī),符合USB2.0協(xié)議,也可以接USB-HUB擴(kuò)展USB.軟件。同時(shí)波仕贈(zèng)送USB-串口影射程序。波仕USB232GL1是世界上zui小的、也是使用zui簡(jiǎn)便的光隔USB/串口轉(zhuǎn)換器、實(shí)現(xiàn)了USB與串口的光電隔離。
如果USB口是用于接打印機(jī),那么可以選用USB打印服務(wù)器。這是通過(guò)將以太網(wǎng)轉(zhuǎn)換出用于接打印機(jī)的USB口。我們知道,以太網(wǎng)本身是采用變壓器隔離的,這就自然實(shí)現(xiàn)了USB的變壓器電氣隔離方案。這種打印服務(wù)器安裝后虛擬出一個(gè)打印口,從原理上講也就只能夠接打印機(jī)。當(dāng)然從USB轉(zhuǎn)換出以太網(wǎng)再經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)到USB的轉(zhuǎn)換也一樣可以實(shí)現(xiàn)USB的變壓器隔離,但是原理以及軟件的使用與以太網(wǎng)直接轉(zhuǎn)USB的打印服務(wù)器方案是一樣的,并不是真正意義的USB直接隔離。
實(shí)現(xiàn)USB電氣隔離的技術(shù)難點(diǎn)
當(dāng)初USB的出現(xiàn)是為了統(tǒng)一計(jì)算機(jī)的各種外設(shè)接口,取代PS/2鼠標(biāo)口、鍵盤(pán)口、打印口等,特別是取代蘋(píng)果的Fieware(火線)甚至IEEE-1394口。為了在與后者的競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì),USB的引腳數(shù)就不可能多于后者的4個(gè)。而地線、電源線就占了2個(gè),信號(hào)線就只剩余2個(gè)了。這與傳統(tǒng)的PS/2、RS-232、打印口、以太網(wǎng)都有空余線的做法大不一樣。同時(shí)這樣做的結(jié)果就使得USB的改進(jìn)(除了速度改進(jìn))余地很小、特別是電氣隔離的改進(jìn)非常困難。USB口的電氣隔離技術(shù)改進(jìn)的難點(diǎn)就在于缺少USB的方向信號(hào)而USB的兩個(gè)信號(hào)線D+和D—又是不分方向的。USB信號(hào)流的方向是靠D+、D—兩個(gè)信號(hào)的幅值一起來(lái)判斷的,而且并不是它們的差值。在USB光電隔離方案、無(wú)線電氣隔離以及以太網(wǎng)隔離的方案中,難點(diǎn)都在于將USB信號(hào)怎樣分開(kāi)為發(fā)送與接收兩部分。如果USB口本身有一個(gè)能夠表明數(shù)據(jù)是發(fā)送還是接收的信號(hào)線,那么USB的電氣隔離就好解決多了。
在現(xiàn)有的USB2.0以及USB1.0版本中都缺少一根表明USB數(shù)據(jù)方向(發(fā)送還是接收)的信號(hào)線,而指望USB標(biāo)準(zhǔn)增加專(zhuān)門(mén)的這根方向標(biāo)志線是不現(xiàn)實(shí)的。USB的接頭機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)就是4根線,是不可能改變的。我們認(rèn)為USB標(biāo)準(zhǔn)zui有可能的改進(jìn)在于電源線(+5V)。目前的電源線永遠(yuǎn)是固定的+5V(或者低電壓版的+3.3V),其實(shí)可以在這根線中增加瞬時(shí)低電平脈沖信號(hào)作為USB信號(hào)方向標(biāo)志。這個(gè)瞬時(shí)低電平脈沖信號(hào)只用于表明發(fā)送一幀數(shù)據(jù)的開(kāi)始,并不一定需要在整個(gè)發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)間段一直保持低電平,而且電平也不需要低到0,只要低到2/3的高電平可以識(shí)別即可。而這樣的瞬時(shí)低電平并不明顯影響USB口的對(duì)外設(shè)供電能力。我們只能夠指望將來(lái)可能的USB3.0版本了.
在很多應(yīng)用場(chǎng)合,如果想讓設(shè)備連接到以太網(wǎng)中,就必須擁有一個(gè)以太網(wǎng)接口,普通的設(shè)備都含有RS-232(或RS-485/RS-422)串行接口,可以將串行接口連接到以太網(wǎng)中。
波仕以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器是實(shí)現(xiàn)通信主機(jī)的以太網(wǎng)與RS-232/RS-485/RS-422串口設(shè)備相互通訊的一種協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置(TCP/IP協(xié)議-串行通信協(xié)議)。 波仕ETH232GL1提供一個(gè)光電隔離的RS232/ RS485/RS422串口,一個(gè)10M以太網(wǎng)口等。而ETH232L1是不帶光電隔離的,使用*一樣。以下僅以ETH232GL1為例來(lái)說(shuō)明。
首先確信你的作為服務(wù)器的電腦的以太網(wǎng)口IP地址在192.168.0.1,只能夠zui后一位有不同,范圍在0-256之間。否則你就要么修改電腦的IP地址,要么修改所有波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器的IP地址。
圖1 硬件連接
如圖1,將ETH232GL1以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器接上電源(直流5V到36V均可,隨產(chǎn)品配套有)。電源插座旁邊有一個(gè)小LED(發(fā)光二極管),當(dāng)ETH232GL1產(chǎn)品通電后LED會(huì)一直亮著。 將RJ-45座插入以太網(wǎng)交換機(jī)的RJ-45插頭即可。交叉線RJ-45電纜與直連線RJ-45電纜都可以,交換機(jī)都識(shí)別。兩個(gè)RS-232口之間是交叉線(2-3腳交叉)。硬件連接就是這么簡(jiǎn)單。
由于波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器出廠時(shí)都將IP地址設(shè)置為192.168.0.7,所以先不能夠直接將兩個(gè)ETH232GL1同時(shí)接到HUB上。先取下其中一個(gè)ETH232GL1以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器。
運(yùn)行波士產(chǎn)品光盤(pán)上的CRConfigv30.exe。按“搜尋",出現(xiàn)了波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器,如圖2。修改“本地IP地址",比如192.168.0.9,以免與另外一個(gè)波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器IP地址沖突。(如圖3)
圖2
圖3
將2個(gè)波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器都插上,再運(yùn)行CRConfig.exe。按“搜尋",發(fā)現(xiàn)有2個(gè)IP地址(如圖4)。就是2個(gè)波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器,這時(shí)地址不沖突了。
圖4
剛才是設(shè)置軟件,現(xiàn)在運(yùn)行測(cè)試軟件ELTestv30.exe。 注意修改IP地址對(duì)應(yīng)2個(gè)不同的波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器(如圖5和圖6)。用戶可以在發(fā)送框里填寫(xiě)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。
圖5
圖6
按“連接",再按“手動(dòng)發(fā)送",就可以在2個(gè)RS-232口之間傳輸數(shù)據(jù)了。(如圖7)
圖7
虛擬串口通信
波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器的特色不僅僅如此。波士還有虛擬串口的絕招。VSPmaneger生成的虛擬串口是我們的絕招。雖然有些其他以太網(wǎng)/串口服務(wù)器也號(hào)稱(chēng)有虛擬串口,但是未必支持一些通用的串口測(cè)試軟件。
運(yùn)行光盤(pán)的 “虛擬串口軟件"目錄下的 setup,安裝VSPmaneger,安裝后如圖8和圖9。填寫(xiě)IP地址(192.168.0.7)和端口號(hào)(永遠(yuǎn)為1),按“保存"后“退出"。可以虛擬多個(gè)COM串口。我們分別將2個(gè)波士以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器虛擬為COM7和COM8。如果用戶原來(lái)通信的串口號(hào)就是COM7、COM8,那么用戶就不需要修改已經(jīng)有的程序了。否則就修改VSPmaneger的虛擬COM號(hào)即可。
進(jìn)行虛擬串口通信時(shí)必須將ETH232GL1的 工作模式選擇為“TCP實(shí)串口模式",如圖10。按“設(shè)置"后按“退出"。
圖8
圖9
圖10 將每個(gè)ETH232GL1的工作模式都選擇為“TCP實(shí)串口模式"并按“設(shè)置"。
現(xiàn)在就可以用通用的串口通信程序來(lái)進(jìn)行通信了。我們用的是COMMIX,如圖11、圖12。選擇串口號(hào),“打開(kāi)串口",填寫(xiě)要發(fā)送的數(shù)據(jù)。按“發(fā)送",成功了!
圖11
圖12
在“TCP實(shí)串口模式"下,虛擬的COM串口是一直開(kāi)著的,除非人為按“關(guān)閉串口"。
用戶常問(wèn)的問(wèn)題:
1、 能否將兩個(gè)帶RS-232口的設(shè)備通過(guò)接入以太網(wǎng)來(lái)直接通信?ETH232GL1
不行。ETH232GL1可以從電腦PC機(jī)的以太網(wǎng)口擴(kuò)展出RS-232口,就象USB232GL1從PC機(jī)的USB口擴(kuò)展出的RS-232口一樣,也相當(dāng)于從PC機(jī)多串口卡從電腦插槽擴(kuò)展出RS-232口是一樣的。這些擴(kuò)展出來(lái)的RS-232口都可以實(shí)現(xiàn)將外插這些RS-232口上的設(shè)備與電腦PC機(jī)之間的通信,但是不能夠?qū)崿F(xiàn)外插這些RS-232口上的設(shè)備之間的直接通信。除非自己編一個(gè)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)RS-232口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的軟件。
兩個(gè)帶RS-232口的設(shè)備之間的直接通信只有通過(guò)電纜、無(wú)線、光纖等直接對(duì)接來(lái)實(shí)現(xiàn)。
同理,ETH232GL1的RS-485、RS-422口也一樣。
2、 擴(kuò)展出來(lái)的串口COM號(hào)可以與其他的串口COM號(hào)一樣嗎?ETH232GL1
不能夠。想象USB232GL1從USB口擴(kuò)展的串口,從PC機(jī)的插槽上擴(kuò)展的串口,都不能夠有兩個(gè)相同的COM號(hào)。如果要這樣的應(yīng)用,可以選用波士電子的外插RS-232口的5232A、4232B等產(chǎn)品。
3、 如何將ETH232GL1接入光纖以太網(wǎng)?
將ETH232GL1插到遠(yuǎn)端的光端機(jī)的RJ-45口上就可以(近端的光端機(jī)的RJ-45接服務(wù)器PC機(jī)的以太網(wǎng)口)。驅(qū)動(dòng)程序還是必須安裝在服務(wù)器的PC機(jī)上。
4、 如何實(shí)現(xiàn)ETH232GL1的多機(jī)通信?
可以將多個(gè)ETH232GL1接入以太網(wǎng)HUB,注意每個(gè)ETH232GL1的IP地址不要一樣。每個(gè)IP地址對(duì)應(yīng)一個(gè)COM口號(hào),zui多256個(gè)。ETH232GL1的虛擬串口都是獨(dú)立的,這樣它們可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)多機(jī)通信。
2025第十一屆中國(guó)國(guó)際機(jī)電產(chǎn)品交易會(huì) 暨先進(jìn)制造業(yè)博覽會(huì)
展會(huì)城市:合肥市展會(huì)時(shí)間:2025-09-20