[发明专利]一种分布式物联网串口服务器

说明书

技术领域

本发明涉及串口服务器物联网设备技术领域，尤其是一种分布式物联网串口服务器。

背景技术

现有串口服务器物联网设备通讯网络中，扮演着数据总线(如RS232、RS485、RS422、MBUS、CAN等)与TCP/IP网络中转的作用，即通过数据总线连接智能设备，TCP/IP建议与服务器通讯的Socket连，串口服务器本身作为协议转换设备。在与服务器通讯过程中，采用透传技术进行数据的处理，即串口服务器负责建议服务器通讯的通道，服务器对设备数据的轮询与控制采用主动发送数据，串口服务器对TCP/IP端发送的数据不作处理直接转发到串口服务器，同样对数据总线端接收到的数据也不作任务处理进行转发。因此会带来如下三个方面的问题：(1)服务器端到设备的通讯链路过长，导致通讯时间较长，为保证较短时间内实现设备的轮询，需要减少设备的接入数据。如5s采集一次，如果通讯链路中出现延迟，则无法完成一次完整轮询；(2)由于服务器与串口服务器是透传模式，因此，每个设备每次的轮询至少需要两次网络传输，通讯效率较低；(3)同样是受服务器与串口服务器之间的传输模式限制，大规模接入串口至服务器后，对服务器轮询线程负载开销过大，影响设备接入的规模。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种分布式物联网串口服务器，解决了物联网设备大规模连接到互联网中时，传统串口服务器通讯时存在的设备接入较少、网络传输效率低、服务器负载大三个方面问题。

本发明的技术方案为：一种分布式物联网串口服务器，包括终端设备、采集服务器和以太网络，其中采集服务器包括RS485通讯模块、MCU主控模块、TCP/IP网络通讯模块，所述终端设备与RS485通讯模块双向通讯，所述RS485通讯模块与MCU主控模块双向通讯，所述MCU主控模块与TCP/IP网络通讯模块双向通讯，所述TCP/IP网络通讯模块与以太网络双向通讯，其中所述RS485通讯模块采用MAX3485芯片，所述MCU主控模块采用STM32F407芯片，所述TCP/IP网络通讯模块采用W5500芯片。

优选地，所述MCU主控模块采用STM32F407芯片，其USART口与RS485通讯模块相连，其SPI口与TCP/IP网络通讯模块相连。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.传统通讯采用透传模式，本发明采用分布式，通过嵌入式设备实现轮询指令的生成与下发，缩短通讯链路，提高设备接入数量；

2.传统通讯采用透传模式，本发明通过嵌入式实现直接对设备数据轮询，减少网络传输，提高通讯效率；

3.传统通讯采用透传模式，本发明通过实现私有通讯协议，减少服务器负载，有利于服务器端大规模接入智能设备。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种分布式物联网串口服务器，包括终端设备1、采集服务器2和以太网络3，其中采集服务器2包括RS485通讯模块(芯片可根据总线进行替换)21、MCU主控模块22、TCP/IP网络通讯模块23。

具体连接方式为：终端设备1与RS485通讯模块双向通讯21，其中RS485通讯模块21采用MAX3485芯片；RS485通讯模块21与MCU主控模块22双向通讯，MCU主控模块22与TCP/IP网络通讯模块23双向通讯，其中MCU主控模块22采用STM32F407芯片，其USART口与RS485通讯模块21相连，其SPI口与TCP/IP网络通讯模块23相连；TCP/IP网络通讯模块23与以太网络3双向通讯，其中TCP/IP网络通讯模块23采用W5500芯片。

本发明通过MCU主控模块芯片实现对终端设备的轮询，并把返回的数据进行汇总后，上报到指定服务器，即把服务器下发命令的软件功能，通过嵌入式系统进行实现，利用通讯协议传送轮询指令到连接的设备，具有如下优点：1.串口服务器与终端设备相连，通讯效率高，在有限的轮询时间间隔内实现更多设备的轮询；2.数据上报，只需要传输一次，大大减少通讯次数；3.服务器通过被动接收数据即可，无需进行主动下发轮询指令。因此，有效解决了传统串口服务器存在的问题。

本发明基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的ARM Cortex-M3内核，其在工业控制、通讯、物联网、智能表计、智能家居等应用广泛。在本设计中选用STM32F407作为主控芯片，通过其高性能进行定时采集、组帧、校验与上报等功能。