好靈通即時通信: 串口遠程通信的革命
2011-07-28 11:01 來源：武漢波仕電子有限公司
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傳統的通信技術越來越受互聯網的影響——從我們手中的電話到我們的閱讀方式。
比如IP電話或者帶語音通話功能的即時通信軟件已經可以讓傳統的長途電話費用降到幾乎為0，數字圖書或者數字雜志、數字報紙與傳統的紙質媒體相比較費用也幾乎為0。
同樣傳統的RS-232、RS-485串口的遠程通信在網絡即時通信技術的幫助下可以實現幾乎0硬件成本和幾乎無限遠距離的遠程通信。好靈通串口即時通信（圖1）就是這樣一種專門為基于網絡的實現串口遠程通信的即時通信軟件，包括互聯網版和局域網版。
如果說在上一個10-20年里，整個工業界經歷了一場從模擬到數字領域的轉變，那么今后的10-20年里，將是數字領域到互聯網領域的轉變。一個涵蓋了電子硬件、軟件，IC以及傳感器的融合與信息交換的通信新世界。
是什么使這種改變如此不可抗拒，看起來沒有任何行業能夠阻止它的腳步？這當中有很多原因，從快速的物流和服務，到巨大的生產力。無論如何，最重要的還是性價比。事實證明，互聯網技術帶來更快的增長率，每當互聯網的節點數增長10倍的同時，整個網絡所傳遞的信息數量將是100倍，而每個節點的價格將降低到0.1倍。任何拒絕“internet化”進程的行業都要承擔被淘汰的風險。
從近距離到遠程，我們回顧一下串口通信的傳統實現方式。15米以內，我們可以直接用RS-232電平和TTL電平；1200米內，我們可以用RS-485電纜。4千米以內，我們可以用多模光纖，也可以用CAN總線。40千米以內，我們可以布單模光纖。更加遠的距離呢？理論上我們可以加中繼，但是遠距離布線以及為中繼器供電的成本呢？考慮到土地、道路、管道等的施工、實際上布超過10千米的專門用于串口通信的工程已經是非常困難的。
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圖 1. 從USB口擴展串口的轉換器。
近距離地審視現在的串口通信方式，同新興的IT技術相比，我們的方式仍然固守電子時代的“前IT”技術，遠遠缺少互聯網技術的滲透。盡管具有串口的單片機的數量也許累計超過了目前地球人口的數量，其中形成串口節點互連設備也是至少數以百萬計，但串口通信仍然主要依靠現代計算機與互聯網時代之前的電子時代的技術來控制。但是，隨著新的網絡技術的深入，特別是IPv6即將在2015年前普及，串口通信的互聯網化的革命已經啟航。這種變革會帶來更高的性能，更低的花費，以及完全不同的新特征，例如每個串口都將分配一個獨立的互聯網IP地址，我們將來要識別的多機通信地址不再是自己用軟件編程來分配的，甚至傳統的COM口的號碼也不是COM1、COM2等，而是自己的IPv6地址。盡管仍然處于初級階段，但互聯網革命已經不可否認的開始了，沒有任何電子行業能夠忽視它的存在。
基于互聯網的串口即時通信
將串行口進行互聯網化的第一步是具有串口通信功能的即時通信軟件。非常志豪的是，它已經首先出現在我們中國，名字叫做好靈通：串口即時通信。好靈通本身也是一款功能齊全的即時通信軟件，每個用戶分配一個好靈通號碼，同時也對應一個串口，無論這個串口在世界的任何角落，只要配這個串口的計算機可以上網。好靈通串口借助于互聯網可以分布在全球，并且與用戶自己的串行口對接，用好靈通軟件建立“好友聊天”，并通過因特網將用戶的串口信號進行發送和接收。我們將這一過程形象地成為世界范圍內的“串口的遠程透明傳輸”。滿足實現這一切的技術要求不再是簡單的嘗試。好靈通軟件需要將接收到的串口數據進行實時、精確的讀取、存儲，以及拆解為適合internet傳輸的TCP/IP包，還要足夠的通訊帶寬和專門的互聯網服務器來可靠地傳送數據包，對方的“好友”計算機還得繼續信息的復原處理。所有的這些需求都是為了讓遠距離的雙方的串口感覺就像使用一條串口通信電纜直接連接一樣的透明。由于中間環節為TCP協議的IP包，這種好靈通串口通信甚至可以實現不同速率的串口透明傳輸，這是傳統的方法無法實現的。由于串口通信速率一般最高為115.2K字節/秒，這對于已經普及的（ADSL）2M寬帶上網來講，完全可以保持數據的實時性和準確性。
基于互聯網即時通信的串口遠程通信可以在未來十年內保持技術的領先。設想一下，我們未來的家電、攝像頭、甚至照明電器都將具備RS-232口，借助于互聯網版好靈通，我們就可以從辦公室實時控制或者監視這些設備。注意好靈通和對于其它正在嘗試的遠程攝像頭、遠程“云打印”技術的優勢在于通用性，只要設備具有RS-232口即可。RS-232和RS-485作為傳統的最為普及的工業通信接口，由于其通信協議的簡單明了和易于使用，加上隨著帶串口的單片機的巨量使用，在未來的10-20年都不會消失。將來好靈通的普及也會繼續延長RS-232和RS-485的生命。
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圖 2. 基于互聯網的串口即時通信軟件：好靈通v5.0版本 。
基于局域網的串口即時通信
大部分情況下，串口的遠程通信也許沒有超過企業的局域網本身的距離。由于有線局域網技術、工業以太網技術的持續發展，現在構造一個足夠遠、節點足夠多的企業局域網已經是很普及的技術。這個局域網內，不僅傳輸企業的管理信息數據，還可以借助局域網版的好靈通即時通信軟件來傳輸串口信號。局域網好靈通即時通信相對互聯網版好靈通的優勢在于：1、保密性好。由于局域網通信可以與互聯網隔離，保證了企業內部信息不會再互聯網上泄露，同時也不會有從互聯網上發起的黑客攻擊等。 2、速度更快。局域網已經普及100M甚至1000M速率，遠遠高于ADSL的2M。 3、可靠性高。局域網版好靈通采用了不依賴任何服務器的技術，也就是每個用戶在通信時互為服務器和互為客戶端，只要局域網的網絡線路可靠連接即可保證可靠通信，而互聯網版的好靈通必須通過互聯網連接專門的服務器。4、支持多機通信。局域網版的好靈通具有“廣播”功能，就是向局域網內所有好靈通用戶群發信息。
將串口通信網絡化的下一步是通過即時通信軟件來進行控制。原來的串口通信的地址變成為了“好友”的昵稱。這將大大簡化原來需要識別地址的軟件編程。同樣，局域網版的好靈通也具有支持不同速率的節點的通信，這一點上傳統方法無法實現的。這樣，新一代基于局域網的串口通信網絡就建成了。
在全世界范圍內，串口通信網將要經歷巨大變革，傳統的MODBUS協議將讓位于好靈通串口即時通信軟件。工業計算機將從傳統的中心控制主機直接沖到工業測控的第一線，其體積將減小到智能手機大小，也許將來就是具有RS-232串口的智能手機。無論是windows、android還是其他操作系統都可以，只要安裝相應版本的好靈通軟件，由于在用戶看來好靈通實現的是串口透明傳輸，就與使用直接電纜連接的編程是一樣的，甚至更加簡單。
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圖 3. 基于局域網的串口即時通信軟件：好靈通v1.1版本 。
未來的計算機將在工業通信領域充當今天單片機的角色，將來的串口通信不再需要今天這樣復雜的單片機編程。由于具有操作系統，只要安裝好靈通即時通信軟件就可以方便實現工業通信。