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优化串口转以太网通信,为智能交通保驾护航

优化串口转以太网通信,为智能交通保驾护航

2022/9/8 15:59:13

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在先进技术的助力下,远程实时监控不同地区的交通系统不再是梦,智能交通时代蓄势待发。然而,许多道路和车站的既有设备仍然使用串口通信,因此必须采用有效的串口转以太网解决方案,在道路与控制中心之间建立起远程监控网络,此外还需要更优质的串口转以太网通信技术,解决大规模应用中的各类难题,如长距离通信、复杂通信要求等。Moxa NPort 串口设备联网服务器支持多种操作模式,能助您通过 TCP/IP 网络轻松收发串口数据,打造简单易用的串口转以太网解决方案。本文将分析智能交通不同应用场景的通信痛点,介绍 Moxa NPort 串口设备联网服务器的 TCP/UDP 操作模式如何赋能智能交通应用,优化串口转以太网通信。

场景一:道路交通监控 道路两旁部署的各类控制器、传感器可收集交通和环境条件数据,这些现场设备彼此相距甚远,且必须与交通控制中心保持通信,才能向中心工作人员提供实时路况数据。同时,工作人员也必须向路上的行人车辆提供即时路况信息,例如是否出现交通拥堵或恶劣天气。要收集大规模应用的现场数据,并从中提炼对行人车辆有用的信息,控制中心工作人员可能会遇到各类难题,如不同应用程序发出多个串口数据请求,发生事故导致响应时间延长。

NPort 助您一臂之力

逐个指令功能提高传输精度

Moxa NPort 串口设备联网服务器支持 TCP 服务器模式,通常用于远程监控应用,与现场传感器(如交通控制器、道路传感器)和其他类型设备相连。控制中心内带有 TCP 客户端程序的中央系统只需向 NPort 发起联系、建立连接,就可接收现场设备的串口数据。TCP 服务器模式支持最大连接功能,可确保多个主机同时联系 NPort 时,能同时从同一现场设备收集串口数据。不过,虽然该功能可以处理多个指令,但也伴随着数据冲突的风险。为此,我们设计了逐个指令功能,可有效避免最大连接功能引发串口数据冲突。该功能支持 NPort 将以太网上各主机发出的指令存储在缓冲区内,随后按先进先出 (FIFO) 的顺序,将指令发送到串口。现场设备响应后,NPort 同样会先将响应保存到缓冲区,然后发送给发出相应指令的主机。

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NPort 助您一臂之力

TCP Alive Check 超时功能缩短网络恢复时间

若主机主动建立 TCP 连接,即 NPort 作为 TCP 服务器被动等待客户端连接,则 NPort 无法识别网络是否崩溃,连接中断后也会照常运行。因此,即使网络连接恢复,客户端也会因资源被占用而无法重新连接 NPort,只能由工作人员亲自到现场重启 NPort 以释放资源,导致劳动力和时间成本增加,效率低下。针对这一问题,Moxa 为 TCP 服务器模式增加了 TCP Alive Check 超时功能,可定期检查 TCP/IP 连接状态,并显示以太网连接状态,为 NPort 提供了断网故障安全机制。

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场景二:门禁控制系统 停车场系统、车站入口闸门等许多智能交通系统都部署了门禁控制系统,往往需要通过读卡器主动收集串口数据,并通过 TCP/IP 同时将数据传回多个系统,以便下达准入命令和计算费用。如果连接中断,用户和系统运维人员都可能要承受时间和金钱损失。要提高连接可靠性,必须确保您的串口转以太网解决方案能够通过 TCP/IP 网络发送正确的串口数据,并为备份系统提供足够的传输带宽。

NPort 助您一臂之力

数据打包功能支持按需传递串口数据

NPort 串口设备联网服务器支持 TCP 客户端模式,通常用于门禁控制系统,与串口读卡器等设备相连。在这一场景中,数据会被传回主机应用程序,以供进一步处理。问题在于,在 TCP/IP 网络上传输串口数据时,数据可能被分割成独立的以太网数据包,导致应用程序无法正确接收处理数据。Moxa NPort 串口设备联网服务器具有数据打包功能,支持以完整、可识别的数据包形式传输串口数据,如此应用程序便可正确接收和处理请求。由于应用程序根据特定字符识别数据流尾端,而 NPort 的数据打包功能中便有 Delimiter 功能,因此 NPort 在串口收到特定字符时,可立即打包数据并将缓冲区内所有数据发送到以太网。这样一来,您的支付系统就可以按需接收串口数据。

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NPort 助您一臂之力

连接控制功能提高连接效率

NPort 配置为 TCP 客户端模式时,可以通过启用连接控制功能,自主决定何时建立或断开与主机的 TCP 连接。该功能支持按需限制 TCP 连接的数量,并自动断开未使用的连接,提高主机服务器的效率。您可以将各种事件设置为建立或断开 TCP 连接的触发事件,其中最常见的一种是字符/休止超时,即一旦有串口数据活动,就会触发 NPort 与主机建立 TCP 连接,而如果串口端空闲时长超过设定值,NPort 将会断开 TCP 连接,直到串口数据活动恢复。这时,您可以使用最大连接功能连接备用主机,收集串口数据,而无需担心占用传输带宽。

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场景三:乘客信息系统

智能交通利用乘客信息系统为通勤人员提供实时交通信息。为此,工作人员需要通过广播(或组播)将同一条信息同时发送给一系列 LED 显示屏,从而显示列车时刻表、高速公路路况等信息。这一应用对传输速度的要求更高,确保通勤人员能够收到实时信息,及时调整通勤路线。

NPort 助您一臂之力

UDP 模式提高传输速度

若应用需要实时传输数据,且 Socket 程序使用 UDP 协议,则可以将 NPort 设置为 UDP 模式。UDP 与 TCP 服务器/客户端模式的主要区别在于,不需要在传输数据前建立连接,因此省去了 TCP 三次握手时间,数据传输速度更快。UDP 模式适用于需要实时传输数据且能容忍数据丢失的应用。

在这一模式下,每个串口可以设置一个组播 IP 地址,所有订阅同一组播 IP 地址的设备都会收到分配给该 IP 地址的信息。组播的优势在于,不仅能将信息高效发送到多个目的地,而且不会多次向不同目的地传输相同数据,由此节省宝贵的带宽资源。

Moxa NPort 串口设备联网服务器具备多种操作模式,且分别配备了丰富功能,能满足工业应用中的各类需求。此外,NPort 串口设备联网服务器具有多重安全功能,支持各类操作系统驱动程序,助您轻松连接串口设备与现代系统,实现安全通信。点此进一步了解 Moxa 串口连接解决方案如何助您领跑串口设备联网未来。

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王静
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