CN105827491A - U-con主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及U‑CON主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法，采用将串口设备联网服务器的以太网端配置为虚拟COM口，在U‑CON OPC Server的主动模式下链接该虚拟COM口的方式；具体分为串口设备联网服务器模块配置和主动模式底层驱动配置两部分；串口设备联网服务器模块配置包括：物理硬件连接，配置物理串口，配置物理网口，配置网口映射为串口，配置改变应用；主动模式底层驱动配置包括：物理硬件连接，配置U‑CON通道，配置U‑CON设备，配置U‑CON驱动，调试与应用。本发明的有益效果是：硬件配置简单，性价比高；软件驱动开发方便快捷，实现在以太网环境下，上位机与主动式非标串口设备之间数据的透明访问。

Description

U-CON 主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法
技术领域
本发明涉及一种铸造行业非标设备底层通信驱动开发的用于解决U-CON在主动模式下，串口数据无法通过以太网通信方式采集到OPC Server中问题的方法，具体的涉及一种U-CON主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法。属于通信类领域。
背景技术
目前，U-CON OPC Server常用于工业非标设备底层驱动开发，只需明确对应目标设备的通信协议和OPC需要有访问权的数据即可。利用该工具，可快速开发出OPC标准的驱动，使过程控制数据在OPC兼容的应用程序与任何支持串口或以太网口的设备之间顺利交换。
如图2-3所示，非标主动式COM接口设备底层采用RS232、RS422或RS485接口方式，根据设备是否需要串行组网，通过串口设备联网服务器模块将串行通信转换为以太网通信。一般情况下，RS232与RS422接口设备用于点对点通信场合，RS485接口设备用于串行组网场合。
非标主动式COM接口设备采用厂家自定义协议进行通信，通信过程中，非标主动式COM接口设备无需上位机发送数据请求命令，或以一定的时间间隔主动循环发送数据，或以一定的触发条件主动向外数据，两种情况下数据长度、帧格式可以相同或不同。
如图4所示，U-CON OPC Server在被动模式下，具备以太网数据包封装通信所需的IP地址、端口号、通信协议等配置信息，可以实现自定义驱动与设备之间的一一对应。但在主动模式下，缺少上述配置信息，无法实现驱动与设备间对应。非标主动式COM接口设备一旦串口设备联网服务器模块连入以太网，相对U-CON OPC Server而言，除设备自身有效数据外，所有经过以太网的数据也被误认为是有效数据，这种情况对信息的准确性与实时性产生极大的负面影响，在工业应用环境中是不容许的。
为便于布局布线及数据通信管理，铸造工厂常利用串口设备联网服务器模块，将COM通信接口转换为以太网通信接口。但U-CON OPC Server在主动模式下，没有类似于被动模式下以太网数据包封装通信所需的IP地址、端口号、通信协议等配置信息，因此无法通过以太网联网方式获取主动式串口设备的数据信息。
为此，如何使非标主动式COM接口设备通过以太网通信，并根据厂家自定义协议，利用U-CON OPC Server的主动模式进行底层驱动开发来解决以太网封装限制的问题，是本发明研究的目的。
发明内容
为了克服现有技术的不足之处，本发明提供一种U-CON主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法，本发明是通过配置串口设备联网服务器模块，将其以太网通信模块接口虚拟成串行COM接口，在U-CON OPC Server的主动模式下采用该虚拟串口作为驱动接口，编制主动式非标设备底层驱动，解决了此类设备通信数据包经过以太网封装后，无法在U-CON OPC Server的主动模式下进行数据采集的限制的问题，本发明方法的硬件配置简单、性价比高，软件驱动开发方便快捷。
为了解决现有技术问题，本发明所采用的技术方案是：
U-CON主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法，采用将串口设备联网服务器的以太网端配置为虚拟COM口，在U-CON OPC Server的主动模式下链接该虚拟COM口的方式；具体分为串口设备联网服务器模块配置方法和主动模式底层驱动配置方法两部分；所述的串口设备联网服务器模块配置方法包括：
（1）物理硬件连接
串口设备联网服务器模块供电，将网线通过交换机连入局域网，或与上位机PC通过网线直连；
（2）配置物理串口
打开上位机PC上所安装的串口设备联网服务器模块的配套软件，扫描连接到局域网上的模块，确认后将模块的运行模式配置为虚拟串口模式；
根据非标主动式COM接口设备的串口设置，确保设备与模块的串口波特率、校验位、数据位、停止位、流控制、通信接口方式参数保持一致；
（3）配置物理网口
根据模块的以太网网段使用情况，配置模块的IP地址、子网掩码、DNS服务器地址参数；
（4）配置网口映射为串口
打开配置软件的COM口映射选项，确认要使用的串口设备联网服务器模块，选择未被分配及占用的COM口，作为模块映射的虚拟串口；
（5）配置改变应用
保存参数配置并重启，确保参数配置更改生效；
所述的主动模式底层驱动配置方法包括：
（1）物理硬件连接
根据非标主动式COM接口设备的底层接口定义，进行设备与串口设备联网服务器模块的COM硬件接口之间的通信连线，并将模块的以太网口通过网线连接至局域网；
（2）配置U-CON通道
打开上位机PC上所安装的OPC服务器，新建一个通道，在设备驱动选项中选择U-CON OPC Server并使能诊断功能，连接类型的物理介质选择为经串口设备联网服务器模块的网口虚拟映射的COM端口，参数配置与模块中的虚拟串口保持一致,选择通信方式为主动模式，数据包的帧头长度依据非标主动式COM接口设备的厂家自定义通信协议而定；
（3）配置U-CON设备
在已配置的主动式通信通道下新建一个逻辑设备，依据模块下挂的串行设备的个数、地址、地址编码格式，确定设备ID号的配置，根据扫描速率要求，配置相应的扫描模式；
（4）配置U-CON驱动
载入逻辑设备的事务编辑器，新建变量块，在主动式通信参数配置中加入数据包的帧头数据；
在变量块下新建所关注的变量，配置每个变量所对应的数据类型、数据格式及客户端访问权限，为防止误操作，访问权限设置为只读属性，以保证通信的可靠性；
在主动式通信通信驱动命令编缉器中，先加入读响应命令，其帧类型参数一般配置为固定长度或数据包以帧尾结束符，其他选项一般默认即可满足要求；
在读响应命令后陆续加入变量更新命令，确定所关注的变量，并配置变量数据起始字节，其他选项一般默认即可满足要求；
加载所关注的变量更新命令结束后，更新服务器，重新生成变量数据库；
（5）调试与应用
利用快速客户端直观显示变量数据的实时更新情况及其通信质量，配合诊断窗口通信历史记录，互相印证数据通信与主动式U-CON驱动的正确性。
进一步的，在所述串口设备联网服务器模块配置的（4）中，为保证通信的高稳定性，所述的虚拟串口的设置与设备保持一致。
进一步的，在所述主动模式底层驱动配置的（4）中，所述的数据类型需确定数据字节数，所述的数据格式为确定单个数据不同字节间的排列方式，或位数据在字节中的位置。
本发明的有益效果是：硬件配置简单，性价比高；软件驱动开发方便快捷，实现在以太网环境下，上位机与主动式非标串口设备之间数据的透明访问。
附图说明
图1中1-1为本发明的串口设备联网服务器设置步骤图；1-2为本发明的主动模式底层驱动配置步骤图。
图2为硬件典型配置图。
图3为主动式通信设备。
图4为被动式通信设备。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
下面结合附图1-4对本发明做进一步分析。
本发明的一种U-CON主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法，采用将串口设备联网服务器的以太网端配置为虚拟COM口，在U-CON OPC Server的主动模式下链接该虚拟COM口的方式加以解决。具体实施方法主要分为两步：串口设备联网服务器模块配置，主动模式底层驱动配置，步骤如图1-1及1-2。
串口设备联网服务器模块配置方法详述如下：
（1）物理硬件连接
串口设备联网服务器模块供电，将网线通过交换机连入局域网，或与上位机PC通过网线直连。
（2）配置物理串口
打开上位机PC上所安装的串口设备联网服务器模块的配套软件，扫描连接到局域网上的模块，确认后将模块的运行模式配置为虚拟串口模式。
根据非标主动式COM接口设备的串口设置，确保设备与模块的串口波特率、校验位、数据位、停止位、流控制、通信接口方式等参数保持一致。
（3）配置物理网口
根据模块的以太网网段使用情况，配置模块的IP地址、子网掩码、DNS服务器地址等参数。
（4）配置网口映射为串口
打开配置软件的COM口映射选项，确认要使用的串口设备联网服务器模块，选择未被分配及占用的COM口，作为模块映射的虚拟串口。为保证通信的高稳定性，虚拟串口的设置与设备保持一致。
（5）配置改变应用
保存参数配置并重启，确保参数配置更改生效。
主动模式底层驱动配置方法详述如下：
（1）物理硬件连接
根据非标主动式COM接口设备的底层接口定义，进行设备与串口设备联网服务器模块的COM硬件接口之间的通信连线，并将模块的以太网口通过网线连接至局域网。
（2）配置U-CON通道
打开上位机PC上所安装的OPC服务器，新建一个通道，在设备驱动选项中选择U-CON OPC Server并使能诊断功能，连接类型的物理介质选择为经串口设备联网服务器模块的网口虚拟映射的COM端口，参数配置与模块中的虚拟串口保持一致。选择通信方式为主动模式，数据包的帧头长度依据非标主动式COM接口设备的厂家自定义通信协议而定，其他选项一般默认即可满足要求。
（3）配置U-CON设备
在已配置的主动式通信通道下新建一个逻辑设备，依据模块下挂的串行设备的个数、地址、地址编码格式，确定设备ID号的配置。根据扫描速率要求，配置相应的扫描模式，其他选项一般默认即可满足要求。
（4）配置U-CON驱动
载入逻辑设备的事务编辑器，新建变量块，在主动式通信参数配置中加入数据包的帧头数据（如果厂家自定义通信协议中没有数据包的帧头数据，则忽略此步）。
在变量块下新建所关注的变量，配置每个变量所对应的数据类型（确定数据字节数）、数据格式（确定单个数据不同字节间的排列方式，或位数据在字节中的位置）及客户端访问权限。为防止误操作，访问权限一般设置为只读属性，以保证通信的可靠性。
在主动式通信通信驱动命令编缉器中，先加入读响应命令，其帧类型参数一般配置为固定长度或数据包以帧尾结束符，其他选项一般默认即可满足要求。
在读响应命令后陆续加入变量更新命令，确定所关注的变量，并配置变量数据起始字节，其他选项一般默认即可满足要求。
加载所关注的变量更新命令结束后，更新服务器，重新生成变量数据库。至此完成驱动的编制与配置。
（5）调试与应用
利用快速客户端直观显示变量数据的实时更新情况及其通信质量，配合诊断窗口通信历史记录，互相印证数据通信与主动式U-CON驱动的正确性。
用户自主编程或组态等第三方客户端软件，可直接与U-CON OPC Server通信，而无须了解硬件装置的细节信息。
本发明解决了铸造行业主动式非标串口设备以太网转换联网，与U-CON OPC Server在主动模式下无法通过以太网数据包封装方式通信的限制。此种方式硬件配置简单，性价比高；软件驱动开发方便快捷，只需理清主动式非标串口设备的厂家自定义协议，即可开发出标准的OPC接口的通信驱动，实现在以太网环境下，上位机与主动式非标串口设备之间数据的透明访问。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (3)

1.U-CON主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法，其特征在于：采用将串口设备联网服务器的以太网端配置为虚拟COM口，在U-CON OPC Server的主动模式下链接该虚拟COM口的方式；具体分为串口设备联网服务器模块配置方法和主动模式底层驱动配置方法两部分；所述的串口设备联网服务器模块配置方法包括：
（1）物理硬件连接
串口设备联网服务器模块供电，将网线通过交换机连入局域网，或与上位机PC通过网线直连；
（2）配置物理串口
打开上位机PC上所安装的串口设备联网服务器模块的配套软件，扫描连接到局域网上的模块，确认后将模块的运行模式配置为虚拟串口模式；
根据非标主动式COM接口设备的串口设置，确保设备与模块的串口波特率、校验位、数据位、停止位、流控制、通信接口方式参数保持一致；
（3）配置物理网口
根据模块的以太网网段使用情况，配置模块的IP地址、子网掩码、DNS服务器地址参数；
（4）配置网口映射为串口
打开配置软件的COM口映射选项，确认要使用的串口设备联网服务器模块，选择未被分配及占用的COM口，作为模块映射的虚拟串口；
（5）配置改变应用
保存参数配置并重启，确保参数配置更改生效；
所述的主动模式底层驱动配置方法包括：
（1）物理硬件连接
根据非标主动式COM接口设备的底层接口定义，进行设备与串口设备联网服务器模块的COM硬件接口之间的通信连线，并将模块的以太网口通过网线连接至局域网；
（2）配置U-CON通道
打开上位机PC上所安装的OPC服务器，新建一个通道，在设备驱动选项中选择U-CON OPC Server并使能诊断功能，连接类型的物理介质选择为经串口设备联网服务器模块的网口虚拟映射的COM端口，参数配置与模块中的虚拟串口保持一致,选择通信方式为主动模式，数据包的帧头长度依据非标主动式COM接口设备的厂家自定义通信协议而定；
（3）配置U-CON设备
在已配置的主动式通信通道下新建一个逻辑设备，依据模块下挂的串行设备的个数、地址、地址编码格式，确定设备ID号的配置，根据扫描速率要求，配置相应的扫描模式；
（4）配置U-CON驱动
载入逻辑设备的事务编辑器，新建变量块，在主动式通信参数配置中加入数据包的帧头数据；
在变量块下新建所关注的变量，配置每个变量所对应的数据类型、数据格式及客户端访问权限，为防止误操作，访问权限设置为只读属性，以保证通信的可靠性；
在主动式通信通信驱动命令编缉器中，先加入读响应命令，其帧类型参数一般配置为固定长度或数据包以帧尾结束符，其他选项一般默认即可满足要求；
在读响应命令后陆续加入变量更新命令，确定所关注的变量，并配置变量数据起始字节，其他选项一般默认即可满足要求；
加载所关注的变量更新命令结束后，更新服务器，重新生成变量数据库；
（5）调试与应用
利用快速客户端直观显示变量数据的实时更新情况及其通信质量，配合诊断窗口通信历史记录，互相印证数据通信与主动式U-CON驱动的正确性。
2.根据权利要求1所述的U-CON主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法，其特征在于：在所述串口设备联网服务器模块配置的（4）中，为保证通信的高稳定性，所述的虚拟串口的设置与设备保持一致。
3.根据权利要求1所述的U-CON主动模式下解决数据包以太网封装限制的方法，其特征在于：在所述主动模式底层驱动配置的（4）中，所述的数据类型需确定数据字节数，所述的数据格式为确定单个数据不同字节间的排列方式，或位数据在字节中的位置。
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