wersja mobilna
Online: 375 Sobota, 2016.12.03

Technika

Antaira - Serwery portów szeregowych

wtorek, 22 października 2013 12:23

Interfejs szeregowy RS-232 (Recommended Standard) został wprowadzony w 1962 roku przez Electronic Industries Association (EIA) i pomimo upływu czasu jest wciąż bardzo popularny w szeroko pojętej automatyce przemysłowej. Za pośrednictwem RS-a komunikują się m.in. liczniki energii, aparatura kontrolno- pomiarowa, wagi, czytniki kodów kreskowych itd. Od wielu lat interfejsy takie jak Ethernet, USB czy Bluetooth wypierają poczciwego RS-a i można przyjąć, że wśród urządzeń komercyjnych RS zakończył karierę na początku XXI wieku. W przemyśle jednak pozycja tego przestarzałego interfejsu jest zadziwiająco silna.

Przyczyny, dla których ten przeżytek epoki tak dzielnie sobie radzi, są dość oczywiste, RS-232 jest bardzo tani i prosty w implementacji, a z drugiej strony w zupełności wystarczający do podłączenia prostych urządzeń.

Dodatkowo, w ciągu ostatnich 50 lat powstały setki milionów urządzeń z interfejsem szeregowym, dlatego praktycznie wszystkie nowsze standardy doczekały się bramek umożliwiających podłączenie do nich urządzeń z RS-232.

Firma Antaira, specjalizująca się w komunikacji przemysłowej, oferuje bramki z RS-232/422/485 na: Ethernet, USB, Wi-Fi, Bluetooth, ZigBee oraz światłowód. Kolejność nie jest przypadkowa, zdecydowanie najpopularniejszym rozwiązaniem są serwery portów szeregowych do sieci Ethernet. Dzieje się tak, ponieważ przejście na Ethernet daje najwięcej możliwości, m.in. dostęp do portów z dowolnego miejsca na świecie oraz możliwość współdzielenia urządzeń przez kilka hostów. Drugim istotnym czynnikiem są stosunkowo niewielkie opóźnienia, jakie wprowadzają serwery portów oraz duża przepustowość takich łączy.

Jeśli przyjmiemy, że opóźnienie to czas potrzebny na wysłanie pakietu, który jest następnie zwracany do nadawcy, widzimy wyraźnie przewagę serwerów portów. Najprościej taki test wykonać poprzez zapętlenie portu szeregowego, czyli połączenie TxD z RxD. Poniższe dane zostały uzyskane w czasie rzeczywistych pomiarów urządzeń oferowanych przez Antairę. Należy jednak pamiętać, że opóźnienie zależne jest od wielu czynników, m.in. od wielkości wiadomości, prędkości z jaką została wysłana, użytego medium oraz od samej aplikacji. Są to więc uśrednione wyniki, które dają ogólny obraz, czego możemy się spodziewać po danym interfejsie.

W czasie pomiaru wysyłany był 1 bajt przy prędkości 9600 bps. W przypadku portu szeregowego na płycie głównej komputera czas potrzebny na wysłanie i odebranie 1 znaku to około 5 ms. Dla serwerów portów szeregowych było to już około 10 ms, natomiast konwersja RS-232 na Bluetooth wprowadzała opóźnienie około 100 ms.

Jeśli zestawimy to z faktem, że Ethernet jest najczęściej wybieranym standardem przy budowie sieci przemysłowych, wydaje się zrozumiałe, że każdy z dostawców tej technologii ma cały typoszereg serwerów portów szeregowych. Nie inaczej jest w przypadku firmy Antaira. W ofercie są urządzenia z 1, 2, 4, 8 lub 16 portami RS-232/422/485.

Serwery można konfigurować na kilka sposobów, zależnie od potrzeb aplikacji. Najprostszym i najczęściej używanym trybem pracy jest Virtual COM, który jak sugeruje nazwa pozwala stworzyć wirtualny port COM/TTY pod systemami Windows oraz Linux. Ten tryb pracy jest całkowicie przezroczysty dla użytkownika, odpowiednim tunelowaniem danych z portu szeregowego zajmuje się driver, a użytkownik odwołuje się do takich portów szeregowych jak do systemowych portów COM na płycie głównej.

Drugim bardzo popularnym trybem pracy jest TCP Client/Server. Używając trybu TCP Sever, użytkownik nie jest ograniczany brakiem odpowiednich sterowników do systemu operacyjnego. W trybie TCP Server serwer w sposób pasywny oczekuje na połączenie pod określonym adresem IP i numerem portu TCP. Uzupełnieniem trybu pracy TCP Server jest TCP Client. W tym trybie pracy to serwer w sposób aktywny łączy się z wcześniej zdefiniowanym adresem IP i numerem portu TCP. Ponadto część serwerów może pracować w trybie RFC2217, UDP lub jako serwer terminali. Modele z serii PS i STS mają dodatkowo szyfrowaną transmisję danych oraz obsługę DDNS i PPPoE.

Tak duże portfolio serwerów portów szeregowych oraz mnogość możliwych ustawień jest wymuszona przez różnorodność urządzeń z interfejsem szeregowym. Zupełnie inne wymagania są przy transmisji danych z czytnika kodów kreskowych niż np. z centrali telefonicznej czy licznika energii. Na szczęście konfiguracja serwerów Antaira jest bardzo prosta i intuicyjna. Można je konfigurować za pomocą załączonego oprogramowania administracyjnego, przeglądarki www, konsoli szeregowej lub telnet.

Cezary Kalista
Antaira Technologies Sp. z o.o.

www.antaira.pl