1 引言

單片機傳輸數據有兩種方式：串行和并行。并行傳輸只能應用于近距離的通信，而對于大部分單片機測控系統來說，分布范圍廣，距離中央處理機遠，因此只能采用串行傳輸。串行傳輸需要經過電平轉換，一般有兩種方案：RS-232標準，RS-485標準。第一種標準的最大傳輸速率為20kb/s，最大傳輸距離為15m，而RS-485最大傳輸速率為10Mb/s，最大傳輸距離為1200m，超出這個范圍，由于干擾信號的疊加和傳輸信號的衰減，誤碼率將大大增加 。那么如何實現遠距離的測控和數據傳輸呢？利用Nport Express把單片機接入因特網，使數據通過網絡傳輸，則可以很好地解決遠程通信的問題。本文就如何利用Nport Express實現S2E（串行口到以太網）進行了細致的討論。

2 Nport Express簡介

Nport Express是由臺灣（MOXA）摩莎技術有限公司設計生產的單片機網絡接入設備，它有兩個端口，一個是RS-232或RS-485電平的輸入接口，另一個是網絡接口，內部進行TCP/IP封裝，對用戶來說是完全透明的。其主要特點如下：

（1）體積只有手掌大小，安裝調試方便，自動檢測10/100M bps以太網端口；

（2）接入口支持RS-232/422/485標準，提供寬泛的主機與遠程串行口的Internet/Intranet連接；

（3）支持多個主機共享一個服務器或串行端口；

（4）適用于Windows NT/95/98/ME/2000等操作平臺，參數配置直觀方便；

（5）接入網絡安全可靠，并有相應的控制保障措施，串行口最大速率可達230.4k bps。

3 對NportExpress的參數設置

雖然Nport Express對以太網的連接是一種虛連接，而Windows操作系統會把它的串行接入口當作一個真實存在的物理接口。這個接口完成的不僅僅是數據的接收發送，而且包括RTS，CTS，DTR， DSR， DCD等控制信號的傳送。Nport Express支持多種協議：ARP， UDP， TCP， ICMP， Telnet/Rtelnet和DHCP。 TCP 確保了數據的準確傳輸并提供了自動糾錯功能，而IP完成數據塊的尋址和路由。在安裝和使用Nport Express之前，應對Nport Express的基本參數進行設置。

3.1 參數設置界面的打開

只有獲得Nport Express的實際IP地址，才可以打開它的參數設置界面。IP地址由四個字節組成，是Nport Express在網絡中的身份證。由于接入網絡方式的不同，如局域網接入或通過Modem 撥號上網，IP地址會有所不同，而且每次接入網絡時， Nport Express獲得的IP地址也可能不同。為了獲得Nport Express的實際IP地址，首先運行Nport Monitor，打開Nport Monitor界面，然后運行Configure，Search，則可以查到Nport Express的實際IP地址。然后從“開始”菜單，選擇“運行”，輸入“telnet 192.168.127.254”（此值為缺省值），當Nport Express所獲得的實際IP地址與此不同時，應輸入實際IP地址，就可以實現S2E的連接了。

當Telnet窗口打開后，輸入1選擇ansi/vt100 為控制終端類型，回車后，會出現Telnet的主控界面，在此進行Nport Express各項參數的設置。打開后的主界面如圖1所示。

3.2 Nport Express運行模式的設置

Serverconfig是對Nport Express服務器的名稱、IP地址、子網掩碼、網關的設置進行驗證，本項菜單無法改動，也無須改動。 Nport Express有三種運行模式：基于主機連接模式，對等連接模式和自然連接模式。由于自然連接模式是利用TCP/IP協議實現異步串行口的網絡接入，可實現與局域網或廣域網的連接，使用者可以方便的打開異步串行口，從遠程主機上讀寫原始數據，并實現對異步串行口的遠程控制，本文選用這種模式，即RAW-Connection Mode（自然連接模式）。

有兩種傳送模式可供選擇，即TCP模式與UDP 模式。它們的比較見表1。

Op-mode菜單項的第一個子菜單可以實現對連接方式的設定。從表1可以看出，TCP模式是一種面向連接的傳送方式，在傳送數據前，通信雙方必須都收到對方的回應信號才能啟動數據的傳輸，因而占用了大量的時間用來完成握手信號的傳送，但相對于UDP來說，數據傳送的安全性較高。而UDP模式是一種快速存取數據的通信方式，通過UDP的特性，Nport Expres可同時接收或發送數據給多臺設備，且不需要重新建立聯機，節省聯機的時間，加快數據傳送的效率，對于實時性要求較高的系統，一般選用這種方式，本文的實驗中也選擇了 UDP模式。經過比較，決定選用RAW Connection(UDP Server/client)。

3.3 可尋址的IP地址范圍及端口號的設置

Op-mode還可對收發數據的客戶機或服務器的 IP地址范圍號和端口號進行設定，這一菜單項特別重要，關系到數據收發的成敗，需要仔細設置。

3.3.1 IP地址范圍的設置

需要對（S2E）和(E2S)的可尋址IP范圍進行設定，它決定了可進行數據交互的網絡端計算機和Nport Express的IP地址范圍， 這個參數是絕對重要的，數據的往來都是以它為目標進行尋址的，必須對它進行合理的設定。需要進行交互的計算機IP地址一定要包含在內，如果一項設置包含的IP地址太多，而中間有很多IP地址并不需要交互，可以把IP地址范圍分段設定，最多可以分為四段。

3.3.2 端口號的設置

端口號分為遠程端口號和本地端口號. 無論TCP還是UDP連接方式，數據報都是根據IP地址和端口號達到目的地的，在使用時可以為Nport Express設定一個合適的端口號，即遠程端口，一般可自由設定。本地端口指的是要與Nport Express進行數據交互的網絡終端計算機的端口號，它的設定以不與計算機外設的缺省端口號沖突為原則。只有IP地址在可尋址范圍內，且本地端口號與Nport Express的設定相一致的網絡終端計算機才能實現與Nport Express的數據交互。