随着企业规模的扩大和Internet技术的广泛普及CONTROL ENGINEERING China版权所有，全球各个领域的不同企业已经对“让设备联网”达成共识，而在工业控制和通信设备中，更多的却是符合RS232标准的串行口设备。如何将多个串行口的数据转发到网络上www.cechina.cn，实现设备的远程控制、数据的远程传输便成了一个亟待解决的问题。同时，考虑到成本问题，以往设备又不可能全部淘汰，因此，本文提出一种基于TCP／IP的多串口转换网关www.cechina.cn，可从根本上解决这一难题。

       多串口转换网关使得串口数据流到以太网数据流的传输成为可能。它能连接多个RS232串口设备，并将串口数据进行选择和处理，把RS232接口的数据流转化成以太网数据流www.cechina.cn，这样就可以进行网络化的数据处理，实现串行数据的网络化。采用此种方案，无需淘汰原有串口设备，多台设备可同时入网，既可以提高设备利用率，又节约组网费用，还可在已有的网络基础上简化布线复杂度。采用串口扩展芯片GM8123可实现低成本、较高速度、控制简单的多串口方案。　

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       在企业自动化系统中，上层企业管理层和生产监控层一般都采用以太网和PC机，而下层车间现场多是RS232串口的测控设备。本文提出的多串口转换网关，能够方便实现上下两层的沟通。 可连接多台串口设备是本系统最大的特点，避免了为每台设备配置一个网关带来的成本较高、组网复杂的弊端。

 2  系统结构

       TCP／IP协议由应用层、UDP层、IP层和数据链路层组成。为了实现透明传输，增加应用进程协议层——串口层。串口层由串口链路层和串口网络层构成。网关在串口层构建，同时解析RS232数据包，并作为TCP／IP网络应用层的数据传输。多串口网关由TCP／IP协议转换模块和多串口收发控制模块组成，结构如图1所示。

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(1)TCP／lP协议转换模块

       它是一个微型的以太网接入模块，由微控制器(MCU)、网卡接口芯片、EEPROM 93C46、片外512 KBSRAM芯片IS6lLV5128以及辅助元件构成。微控制器控制网卡接口芯片进行网络通信，实现地址解析协议(ARP)、Internet控制报文协议(ICMP)、IP协议、用户数据报协议(UDP)等协议的解析和封包。将以太网发送缓冲区的串口帧封装在UDP包中，并传给IP层；同时，接收以太网数据帧并向上层层解包，分离应用层数据，然后数据的解析处理交由多串口发送模块完成，实现RS232串口流与以太网端口流的透明转换。

(2)多串口收发控制模块

       实现多个RS232串口数据流的收／发控制，包括微控制器、串口扩展芯片(GM8123)、MAX232等元件。微控制器控制GM8123完成多串口数据收发，接收多个串口源数据，封装后写入以太网发送缓冲区打包传输；同时，接收以太网应用层的数据，解析并发送给测控设备。它不关心通信数据的具体意义，只负责接收／发送，封装／拆封串口帧，提供通用接口。

3  多串口实现

3.1  实现方案——采用串口扩展芯片

       在微控制器中有2个UART的基础上，采用GM8123www.cechina.cn，系统能提供2组(UARTO、UARTl)共4个串行口(COM1、COM2、C0M3、COM4)，利用两级优先级控制UARTO和UARTl的中断请求且允许嵌套。在UARTO的中断例程内部，通过查询方式确定数据源是哪个子串口。

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       当两组串口同时有数据请求时，首先，MCU的中断机制判断中断请求的优先级，对优先级高的中断请求优先响应。系统对优先级分配：UART0为2，UARTl为1，即MCU优先响应UART0的中断请求。当UARTO的3个子口同时有数据请求时，通过轮询方式，对各个子口予以响应，即按照子口号的地址由小到大进行响应。这样，就形成了2级中断和4个串口的多串口实现方案。

3.2  多串口扩展芯片——GM8123

       GM8123可将一个全