Hardware und Software Lösungen für UART über Ethernet Kommunikation

UART Definition und Eigenschaften

Ein universeller asynchroner Empfänger/Sender (UART) darf nicht mit Kommunikationsprotokollen wie I2C oder SPI verwechselt werden. In der Regel ist es eine eigenständige IC oder eine physikalische Schaltung in einem Mikrocontroller, deren Hauptaufgabe die serielle Datenübertragung und -empfang ist.

UART über Ethernet Softwarelösung

Es gibt keine bessere Software für das Teilen von entferntem UART über Ethernet als Serial to Ethernet Connector. Wenn Sie dieses Programm auf jedem Computer innerhalb des Netzwerks installieren, wird UART an das Netzwerk - und das Gerät an die serielle Schnittstelle angeschlossen, zusammen mit seinen Daten und Funktionen, welche so für alle Personen im Netzwerk zugänglich sind.

UART Verbindungsgrundlagen

Die Nutzung von Serial Port Geräten mit Hilfe von UART to Ethernet Converter ist genau die Selbe, als wären sie physisch mit Ihrem Computer verbunden.

Schnellstart Anleitung um Serial to Ethernet Connector zu nutzen:

  1. Herunterladen der Software;
  2. Installieren Sie UART to Ethernet Converter auf allen Computern im Netzwerk und auf virtuellen Computern, deren Programme Zugang zu COM Ports benötigen;
  3. Wählen Sie "Server Verbindung erstellen" im Hauptfenster der Software;
  4. Passen Sie die Verbindungseinstellungen an;
  5. Bauen Sie eine Clientverbindung auf einem entfernten Computer auf.

Sie sind bereit, Sie können die entfernten Serial Ports über das ganze Netzwerk nutzen.

Serial to Ethernet Connector ist komplett mit Windows und Linux kompatibel. Anmerkung: UART to Ethernet Linux App ist im Moment eine Befehlszeilensoftware.

Um mit einem UART-Port zu arbeiten, laden Sie die App herunter und installieren Sie sie. Es wird eine Liste der verfügbaren Geräte angezeigt. Suchen Sie das benötigte Gerät und stellen SIe eine Verbindung her. Serial to Ethernet Connector ermöglicht den Zugriff auf UART über das Netzwerk und ist die Komfortlösung für Ihre Bedürfnisse.
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Serial to Ethernet Connector

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Serial to Ethernet Connector

Eines der Hauptvorteile von UART ist, dass nur 2 Kabel für den Datentransfer zwischen Geräten genutzt werden. UART Kommunikation ist ziemlich einfach: UART1, nachdem Daten eines kontrollierenden Gerätes (z.B. CPU) in ein Serial Format umgewandelt werden, überträgt die Daten zu UART2, welches die Daten zurück in die Parallelform für das Empfängergerät konvertiert. Deshlab strömen Daten vom Tx Pin des UART1 zum Rx Pin des UART2 (siehe Abb.1). UART interagieren direkt untereinander, weshalb nur 2 Kabel für die Kommunikation benötigt werden.

UART Umwandlersoftware

Die Daten werden asynchron über UARTs übertragen, deshalb gibt es kein Taktsignal für die Synchronisation, weder des Ausgangssignals der Bits vom Sende-UART noch der Sammlung von Bits durch den empfangenden UART. Als Ersatz für ein Taktsignal fügt der übertragende UART Start- und Stoppbits zu dem übertragenen Datenpaket hinzu, um den Anfang und das Ende zu bezeichnen, sodass der empfangende UART weiß, wann er mit dem Lesen der Bits beginnen kann.

Sobald der empfangende UART ein Startbit erkennt, wird damit begonnen, die eingehenden Bits mit einer bestimmten Frequenz zu lesen, welche als Baud Rate bezeichnet wird. Die Baud Rate misst die Datenübertragungsgeschwindigkeit in Bits pro Sekunde (bps). UARTs sollten beide mit fast identischer Baud Rate arbeiten. Zumindest sollte der Unterschied zwischen den Baud Rates des Empfangs und der Übertragung von UARTs 10 Prozent nicht überschreiten, da sich das Timing der Bits sonst zu sehr voneinander entfernt.

Ist es also möglich UART Daten über Ethernet zu teilen? Und wenn ja, wie stellt man das am Besten an?

Wenn Sie das UART Protokoll verwenden, können Sie alle passenden Streams einfach verfolgen und in einer Datei speichern. Wenn Sie jedoch mit einem entfernten UART Gerät arbeiten, welches sich im Ethernet Netzwerkbereich befindet, können Sie nur noch zusätzliche Hardware oder Software nutzen.

Hardware UART zu Ethernet Umwandler

UART TO ETH Module, welche meistens für eine transparente Datenübertragung genutzt werden, scheinen eine einfache Lösung für die Kommunikation zwischen UART und Ethernet zu sein. Es handelt sich hierbei um ein serielles TTL zu Ethernet Modul, welches über die Webseite modifiziert werden kann. Für TCP und UDP Daten zu Serial UART Umwandlung wird eine Transparent Transmission Appliance (USR-TCP232-T) genutzt.

Fähigkeiten und Eigenschaften von Ethernet Serial Modulen:

  • 10/100M automatische Erkennungsschnittstelle;
  • Automatische MDI/MDI-X Unterstützung. Möglichkeit zwei parallele Kabelverbindungen oder ein gekreuztes Kabel zu nutzen;
  • Verschiedene Arbeitsmodi verfügbar: UDP Client, UDP Server, TCP Server, TCP Client;
  • Möglichkeit der Anpassung der Arbeitseinstellungen über COM Port oder Netzwerk;
  • Unterstützt 3.3V TTL Level (Modul Produkte);
  • Virtueller COM Port wird unterstützt;
  • Sichert eine verlässliche Verbindung dank des exklusiven Heartbeat Paketmechanismus, welcher simuliert totgestellte Verbindungen eliminiert;
  • Kein Paket im UDP Modus verfügt über bessere Anti-Eingriffsfähigkeit; durch den Gateway/Schallter/Router;
  • Funktioniert in LAN/Internet (externes Netzwerk) und so weiter.

Zusammenfassend ist der oben genannte Konverter eine ideale Lösung für lokale Netzwerke und Geräte in der Nähe. Was können Sie jedoch tun, um über Ethernet auf einen UART zuzugreifen, das sich weit entfernt in einem anderen Teil der Welt befindet? Wie können Sie UART über das Netzwerk einsetzen?

Was ist UART?

Ein UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) ist der programmierbare Mikrochip, mit dem die Schnittstelle eines Computers zu den angeschlossenen seriellen Geräten gesteuert wird. Durch die Bereitstellung der DTE-Schnittstelle (RS-232C Data Terminal Equipment) kann der Computer mit seriellen Geräten kommunizieren und Daten austauschen. Als Teil dieser Schnittstelle führt der UART auch andere Funktionen aus.

  • Es konvertiert die vom Computer parallel empfangenen Bytes in einen einzelnen seriellen Bitstrom, der für eine erfolgreiche ausgehende Übertragung erforderlich ist.
  • Bei eingehenden Übertragungen werden die von Geräten empfangenen seriellen Bitströme in Bytes konvertiert, die der Computer versteht.
  • Der ausgehenden Übertragung wird ein Paritätsbit hinzugefügt, und Paritätsbytes werden bei eingehenden Übertragungen überprüft und verworfen, wenn Parität und Paritätsprüfung ausgewählt wurden.
  • Start- und Stoppbegrenzer werden ausgehenden Übertragungen hinzugefügt und eingehenden Übertragungen entzogen.
  • Es verarbeitet die speziellen Interrupts, die von Tastatur und Maus und ihren dedizierten Ports generiert werden.
  • Es kann verwendet werden, um zusätzliche Interrupts und Geräteverwaltungsaufgaben im Zusammenhang mit der Koordination der Geschwindigkeit des Computers und der zugehörigen Geräte zu erledigen.

Fazit

Das war es, ein kurzer Überblick über UART. Für den Remote-UART-Zugriff gibt es grundsätzlich zwei Optionen. Sie können einen Hardware-UART-auf-Ethernet-Konverter oder -Adapter verwenden. Die zweite Option besteht darin, einen UART-über-Ethernet-Zugriff über die Serial to Ethernet Connector software zu erreichen. Diese Methode zum Aktivieren des Zugriffs auf Ihren UART über LAN bietet den Vorteil, dass keine zusätzliche Hardware erforderlich ist. Sie können die UART-auf-Ethernet-Konnektivität ohne zusätzliche Verkabelung herstellen, wodurch die Lösung effizienter wird.

FAQ

Das Ethernet-Protokoll definiert die Prinzipien, nach denen PCs, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN) verbunden sind, Datenpakete austauschen. Die Anzahl der Computer im Netzwerk kann zwischen 2 und mehreren Tausend variieren. Um sich miteinander zu verbinden, verwenden die Computer eine "Star" -Topologie. Das heißt, alle Geräte (PCs) sind über ein Switch -ein aktives Netzwerkgerät - miteinander verbunden.

Das physische Übertragungsmedium für das Ethernet-Protokoll ist ein Kabel. Meistens handelt es sich um ein Kupfer-Twisted Pair, ein Glasfaserkabel oder deren Kombination, im Falle von FTTx. RJ-45 wird als Anschluss für ein Twisted Pair mit acht Kernen (2x4) verwendet. Die Buchse für den Ethernet-Stecker kann der Eingang einer beliebigen Netzwerkkarte in einem PC oder Router sein. Um den Verlust von Signalen zu vermeiden, sollte die Länge eines Twisted-Pair-Kabels 100 m nicht überschreiten, während ein Glasfaserkabel (je nach Typ) nicht länger als 10 bis 70 km sein sollte. Die maximalen Datenraten betragen entsprechend 100/1000 Mbit/s.
Serielle Ports sind 9-polige Anschlüsse, die eingehende und ausgehende Informationen bitweise übertragen. In der Geschichte von PCs wurden die längste Zeit serielle Schnittstellen verwendet, um die Daten von Computern auf verschiedene Geräte zu übertragen. Bevor es interne Modems gab benutzte man externe Modems, die über serielle Ports, auch Kommunikations- oder COM-Ports genannt, mit Computern verbunden waren. Diee gilt ebenso für Mäuse und Tastaturen.

Serielle Ports werden von einem speziellen Chip gesteuert - UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). UARTs sind serielle Chips auf dem Motherboard des Computers (oder auf einer internen Modemkarte). Auf älteren Computern wie z.B. vielen 486ern befanden sich die Chips auf der E/A-Controller-Karte.

Wenn alle Computer über eine parallele Busarchitektur verfügten, bestand die Aufgabe des UART darin, Bytes vom parallelen Bus des PCs in einen seriellen Bitstrom umzuwandeln.
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