异步串行接口与以太网服务器的连接

2007-03-09 19:03:27来源: 互联网
摘要:提供一种简便、经济的方法,通过TINI平台实现串行接口设备与以太网的连接。一旦设备连接到以太网,就能提供TINI Web服务。 关键词:以太网 串行接口 TINI 很多电子设备利用串行接口与其它设备进行通信,其中有温度调节器、POS机、远程监控仪、条码扫描仪、票据打印机、射频标签收发器、血压计及其它现场使用的测试设备和新型自动化设备。大多数设备与外部的通信是通过串口进行的,不能直接连接到大型计算机网络,无法满足TCP/IP连接和以太网通信的需求。由于成本和时间问题,很少有人选择对系统进行重新设备的途径。利用本文介绍的基于DS80C390或DS80C400微控制器的TINI平台,可以将孤立的串行设备连接到以太网。 1 TINI和网络 TINI(微网接口)是Dallas Semiconductor开发的一种技术平台,目的是协助用户快速整合DS80C390/DS80C400网络微控制器的研发,TINI定义了一个芯片组,包含一个嵌入式操作系统,其中整合了经过高度优化的Java运行环境。Java编程者可从其中获得一般的嵌入式开发中不多见的强大功能:多线程、无和单元收集、继承性、虚拟化、跨平台能力 、强大的网络支持,以及—最后但很重要—大量免费的开发工具。TINI使用乾通常不直接面对汇编代码。不过,为了优化严格要求速度的通道或者访问底层硬件,同时也支持并鼓励本地语言子程序(TINI操作系统用本地代码写成,因此,串行I/O的吞吐率和现代PC没有明显差异)。除完全支持java.net包外,TINI Java运行环境还包含一个完整实现的javax.com子系统。通过Java可毫不费力地访问TCP/IP和串行口,因此,TINI系统可非常容易地用来实现串行口-以太网桥。 下面的例子中,TINIm390验证模块(放置在E10插槽)是DS80C390 TINI开发平台的硬件部分(TINIm400是配合DS80C400制作的)。除了SRAM、Flash、以太网、CAN总线、1-Wire等,系统还有四个串口,其中DS80C390内部包括两个UART,另外两个是扩充的(采用一片16550选配件)。需要注意的是,E10插座上的两个串行连接器都被接到了serial0,它们只是在DTE/DCE引脚安排上有所差异。详细资料请参阅《TINI特性和开发指南》,PDF文件可以从http://www.ibutton.com/TINI/book.html下载。 2 范例 下面介绍两具具体应用,并从一个普通的串行口-以太网程序中摘录片段出来。经过修改,它几乎可适应于各种应用。这些范例利用TINIm390/400验证模块搭建而成,如图1所示。 可以把TINI验证模块看成“黑盒子”,将多个串行设备挂接到以太网。根据最终设备的需要,TINI可以让数据流直通,也以对数据进行解析、翻译或修改。尽管设计人员可以在TINIm390/400的开发器外壳上运行这些范例,但更合理的做法将其驻留于内存之中,掉电之后还能够自启动,并利用其它一些TINI构造技术使最终产品更加牢靠。如果想修改这些范例,需要具备一些基本的网络知识和编程经验。样例工作代码也可以Dallas公司ftp站点(ftp://dalsemi.com)下载。 (1)虚拟调制解调器 虚拟调制解调器(Modem)利用TINIm390/400和TCP/IP连接,替代特殊调制器和电话线。假定有一个旧设备,比如某工厂的“机器状态监视器”,它利用一个调制解调器,一天之内数次拨号到一个中央服务器,报告机器的状态、负载和效率数据。为了削减服务器端日益增长的调制解调器库,并利用现有的LAN取代连接到设备的电话线,我们可以重写服务器软件以支持TCP/IP,并且用TINI虚拟调制解调器取代每个机器上原有的调制解调器。这样,机器状态监视器就不必再作任何修改,对于最终设备而言,虚拟调制解调器的使用和一个真正的调制解调器完全一样。 除了上述配置,虚拟调制解调器当然也可以成对使用。如果双方都使用虚拟调制解调器,就无须对服务器软件作任何改动,TINI模块可直接替换现有的调制解调器。在此情况之下,虚拟调制解调器每次接到“AID”调制解调器拨号命令时,实际建立的是TCP连接。“ATH”断开命令关闭TCP连接。软件也实现一系列其它的经典AT调制解调器命令,并被诸如Microsoft Windows之类的网络系统认作真调制解调器,此外,虚拟调制解调器还可以侦听TCP端口,当收到“呼叫”信号时,向终端设备发出“振铃”。 下面的代码片段显示了如何对TINIm390上的串行口进行初始化: public static void man(String args[]){ TINIOS.setSerialBootMessagesState(false); TINIOS.setDebugMessagesState(false); TINIOS.setConsoleOutputEnabled(false); System.out.println("Connecting to serial0 at 9600bps," "listening on TCP port 8001"); try{ CommPortIdentifier portId=CommPortIdentifier.getPortIdentifier("seria10"); SerialPort port=(SerialPort)=(SerialPort)portId.open("VmodemTINI",10000); TINIOS.estRTSCTSFlowControlEnable(1,false); TINIOS.setRTSCTSFlowControlEnable(0,true); TCPSerialVirtualModem modem=new TCPSerial VirtualModem(port,/*Comm speed */9600,/*TCP Port */8001); Modem.processIuput(); } catch (Excepiton e){ System.out.println("Exception:+e.toString()); } } 这段代码首先禁止掉所有来自TINI OS的调试输出——TINI上的标准惯例。获得一个端口号后,打开这个端口(如果端口正在被另一个应用使用,第二个参数指明等待多久),接下来,设置硬件流控制状态。由于TINIm390仅有一套RTS/CTS线用于串口0和1,在目标端口使用它们之前,程序首先应该关掉其它端口上的流控制,下面,就是一个Java虚拟调制解调器范例。 虚拟调制解调器类似包含一个AT命令解释器(未在此示出,尽管到目前为止,它是本范例中最大的一部分)和网络代码。下面的代码用来设置串口位速率、数据和停止位,以及奇偶位。从中可以看出,处理入站连接是何等简单: /**Creates a new VirtualModem connected to a serial port on * one end and a TCP port on the data side. * serial --the serial port this VirtualModem talks to. * speed --the speed the serial port should be set to. * tcpport --the TCP port this VirtualModem listens on. * throws IOException when there"s a problem with the serial or TCP port.*/ public TCPSerialVirtualModem(SerialPort serial,int speed,int tcpport) throws IOException { super(serial); try{ serial.setSerialPortParams(speed,SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1,SerialPort.PARITY_NONE); } catch(Unsupported CommOperationException e){ throw new IOException(); } … serverSock=new ServerSocket(tcpport,1);//backlog of one listenThread=new listenInbound(); listenThread.start(); } 最后,listenThrad()片段可接受一个到来的连接请求: public void run() { int rc; Socket s; While (running){ s=null;//No incoming connection request try { answered=false; s=serverSock.accept(); //Discard incoming connection if already connected if(connected) throw new IOException(); sock=s;//for answer() … (2)UPS监视器 第二个实例是将TINIm390/400连接到一个不间断电源的串口。软件要用网络UPS工具协议,允许多个客户端在多种平台上检测UPS的状态。该项目源于需要由一台没有串口的新Macintosh计算机监视现有的UPS电源的需求。目前存在两种基本的UPS设备,即所谓的智能型和简单型(或“哑巴型”)。简单的UPS在多个串行引脚上指示其工作状态,它实际上输出任何ASCII数据。由于不存在太多的串行引脚,因而它仅能够指示几组有限的信息,如表1所列。 表1 信 号 意 义 RTS(来自 UPS) 电池低 TD(来自 UPS) 使用电池 CTS(去 UPS) 关闭UPS电源 具体实现部分见网络补充版(http://www.dpj.com.cn)。 3 结论 很多现有设备仅支持异步串行通信,然而,当前的许多应用要求以太网和TCP/IP组网能力。利用强大的Java运行环境和基于DS80C390和DS80C400微控制器的TINI技术,很容易在极短时间内开发出一个串行口-以太网转换器。
编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/designarticles/network/200703/11910.html
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