[发明专利]远程多路串口通讯映射系统

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种串口通讯控制系统。

(二)背景技术

随着计算机技术的应用及发展，越来越多的仪器设备采用数字式设计，转而由计算机进行控制，为了使其能够与计算机进行通信，已经开发出了各式各样的通信方式，如红外、蓝牙、USB、以太网、CAN总线，并口，串口等等，在一些工业应用场合中，考虑到设计成本、环境要求、可靠性等方面，串口在工业仪器设备中仍时非常常见的一种通信方式。

在串口通信中，RS232/485都是标准，最初都由电子工业协会(EIA)制订并发布。RS232在1962年发布，命名为EIA-232-E，作为工业标准，以保证不同厂家产品之间的兼容。RS485是为了弥补RS232的不足而提出，提高传输速率和传输距离，增加多点和双向通信能力，同时增加发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围。一般用于满足PC机与各种仪器设备的低速率的数据通信。通信的主导方PC机被称为上位机，仪器设备称为下位机。

以太网是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。该标准定义了在局域网(LAN)中采用的电缆类型和信号处理方法。以太网在互联设备之间以10～100Mbps的速率传送信息包，双绞线电缆100Base T以太网由于其低成本、高可靠性以及100Mbps的速率而成为应用最为广泛的以太网技术。通过以太网可以很容易地接入Internet。

现有的技术存在的缺陷：考虑到现在有很多的仪器设备都是采用RS232、RS485等形式的串口作为数据的通信接口，当现场有很多仪器设备时，串口与上位机之间的连接就存在不便之处。而单单使用现有的串口集线器则存在与现存软件不能很好兼容的问题。

(三)发明内容

为了克服已有串口通信方法的当现场仪器设备很多时串口与上位机的连接不方便、串口集线器的软件兼容性差的不足，本发明提供了一种不必考虑连接对应关系、软件兼容性良好的远程多路串口通讯映射系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种远程多路串口通讯映射系统，包括上位机、以太网以及与多台现场设备连接的串口集线器，所述上位机与串口集线器通过TCP/IP进行通信，所述上位机包括虚拟驱动模块和参数配置模块，所述参数配置模块包括网络配置单元和串口配置单元，所述串口集线器包括处理器模块、以太网接口模块、串口模块和电源模块，所述处理器模块包括：以太网通信模块，用以通过对以太网控制芯片的操作，接收来自以太网的数据，并将其存入以太网接收缓冲区，或将以太网发送缓冲区的数据发送到以太网上；串口通信模块，用以侦听来自多串口发来的数据，并将之缓存到串口接收缓冲区，同时读取串口发送缓冲区的数据到相应的串口中；数据转发模块，用以读取以太网接收缓冲区中的数据，进行分析后转发至相应的串口，对串口接收缓冲区中的来自不同串口的数据做上标记，以统一的协议封装后放入以太网发送缓冲区；配置守护程序，用以通过TCP/IP协议，在某端口上建立侦听，接受来自上位机的配置更改请求；

所述TCP/IP通信的通信数据包括IP首部、TCP首部、自定义协议首部及数据；所述IP首部及TCP首部由下层的操作系统自动封装，自定义协议首部及数据表示上位机与串口集线器通信的具体部份，自定义协议包括类型字段、目的地址字段和源地址字段；所述类型字段包括更改网络配、更改串口设置或数据；目的地址字段代表串口集线器中的每一个扩展串口；源地址字段代表串口集线器中的每一个扩展串口，当上位机对串口集线器发来的数据包进行判断，判定此数据包是由哪个串口发送；

以DriverEntry函数作为虚拟驱动程序进行加载，具体包括：

(1)、先分配虚拟串口，被分配的硬件被标识它在虚拟驱动程序的控制之下；

(2)、初始化虚拟驱动程序对象；

(3)、使用IoCreateDevice为每一个它控制的虚拟串口创建一个设备对象，然后初始化设备；

(4)、通过IoCreateSymbolicLink函数使一个虚拟串口可以被Win32子系统看见；

(5)、为虚拟串口设备设置操作例程；

(6)、将设备与中断对象进行绑定；

(7)、重复所述步骤(4)-(6)，直到完成虚拟驱动程序所有的虚拟串口；

(8)、创建网络侦听子线程，开始侦听来自串口集线器的数据包。

进一步，如侦听到串口集线器的数据包，对数据包进行分析，判别区应该由哪个虚拟串口接受数据，之后给该虚拟串口的中断对象发送信号，告知有数据到达，数据存放在缓冲区；