一种传输串口业务数据的方法、系统及设备技术方案

本发明专利技术公开了一种传输串口业务的方法、系统及设备，预先为接收以及输出串口业务数据的基于以太网络的串行ＳＯＥ设备中的串口业务数据处理模块配置媒体访问控制ＭＡＣ地址，第一ＳＯＥ设备中的串口业务数据第一处理模块接收第一串口业务数据，从预先存储的源ＭＡＣ地址与目的ＭＡＣ地址的映射关系中获取该串口业务数据第一处理模块ＭＡＣ地址映射的目的ＭＡＣ地址，封装为第一以太网报文，通过以太网络发送至第二ＳＯＥ设备，第二ＳＯＥ设备接收第一以太网报文，进行解封装，获取第一串口业务数据，根据解封装得到的目的ＭＡＣ地址，通过该目的ＭＡＣ地址对应的串口业务数据第二处理模块输出。应用本发明专利技术，可以降低串口业务数据传输时延以及设备成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及串口通信技术，特别涉及一种传输串口业务数据的方法、系统及设备。
技术介绍
目前，串口通信作为工业和电力行业自动控制设备的传统方式，仍然有广泛的用 途。 图1为现有串口通信连接结构示意图。参见图l，主机设备通过共用的推荐标准 (RS， Recommend Standard) 485总线与各远端设备相连，主机设备将携带远端设备标识的串 口业务数据通过RS485总线发送，各远端设备根据接收的串口业务数据中携带的远端设备 标识确定是否为发送给自己的业务数据，并将携带自身标识的串口业务数据通过RS485总 线发送至主机设备。 图2为现有串口通信连接另一结构示意图。参见图2，主机设备与各远端设备分别 通过各自单独的RS232线相连，即主机设备与各远端设备独立通信，主机设备将串口业务 数据通过相连的RS232线发送给远端设备，远端设备通过RS232线向主机设备发送串口业 务数据。 由上述的串口通信方式可见，由于RS232线/RS485总线无法进行远距离传输，该 串口通信只能实现本地通信、业务数据无法进行交换和会聚，因此，随着网络技术的发展， 通过串口服务器，利用网际协议(IP， InternetProtocol)技术传输串口业务数据的技术开 始获得应用以解决上述技术问题。 图3为现有传输串口业务数据的网络系统结构示意图。参见图3，该网络系统包 括主机设备30、多个串口服务器31 34、 IP网络35以及多个远端设备36 39，其中， 主机设备30与串口服务器31相连，串口服务器31通过IP网络35分别与串口服 务器32、33、34相连，串口服务器32与远端设备36相连，串口服务器33与远端设备37相 连，串口服务器34分别与远端设备38和远端设备39相连。 主机设备30将串口业务数据输出至串口服务器31，串口服务器31根据传输控制 协议/网际协议(TCP/IP， Transfer Control Protocol/InternetProtocol)栈，通过软件 将串口业务数据转换为IP数据，进行IP报文封装和处理后，通过IP网络35传输到串口服 务器32 34，串口服务器32 34根据TCP/IP协议栈，对接收的IP报文进行解封装，并通 过软件将解封装后的IP数据转换为串口业务数据，输出至相应的远端设备。 图4为现有传输串口业务的网络系统另一结构示意图。参见图4，与图3不同的 是，包含有两个主机设备，其传输串口业务数据的流程与图3相类似，在此不再赘述。 由上述可见，在上述通过串口服务器以及IP网络传输串口业务的解决方案中，由 于采用了标准IP技术，具有较强的网络适应性，可以跨越因特网(IP网络)传输，但还存在 下面几个问题( — )、设备成本较高。串口服务器需要处理TCP/IP协议栈，因此要求处理器性能 较高，使得串口服务器成本较高。 ( 二 )、数据处理时延较大。串口服务器一般都是通过软件进行IP报文封装和处 理，封装和处理导致的时延较大， 一般都需要几ms甚至十几ms，不能满足一些对时延要求 敏感的业务传输。(三)、多端口的串口服务器，串口业务数据不易隔离，影响业务安全性。如前述图 4所示，当一个两端口串口服务器通过IP网络连接到远端不同的串口服务器时，由于主机 设备1、2可能需要数据隔离，而通常一个串口服务器仅有一个IP地址，无法将主机设备1、 2的业务进行虚拟局域网(VLAN， Virtual Local Area Network)隔离。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种传输串口业务的方法，降低串口业务 数据传输时延以及设备成本。 本专利技术的另一 目的在于提供一种传输串口业务的系统，降低串口业务数据传输时 延以及设备成本。 本专利技术的再一 目的在于提供一种基于以太网络的串行SOE设备，降低串口业务数 据传输时延以及设备成本。 为达到上述目的，本专利技术提供的一种传输串口业务的方法，预先为接收以及输出 串口业务数据的基于以太网络的串行SOE设备中的串口业务数据处理模块配置媒体访问 控制MAC地址，该方法包括 A、第一 SOE设备中的串口业务数据第一处理模块接收第一串口业务数据，从预先 存储的源MAC地址与目的MAC地址的映射关系中获取该串口业务数据第一处理模块MAC地 址映射的目的MAC地址，封装为第一以太网报文，通过以太网络发送至第二 SOE设备； B、第二 SOE设备接收第一以太网报文，进行解封装，获取第一串口业务数据，根据 解封装得到的目的MAC地址，通过该目的MAC地址对应的串口业务数据第二处理模块输出。 在封装以太网报文后，进一步包括为封装的第一以太网报文设置标识不同业务 的以太网报文所属的虚拟局域网VLAN标签、和/或，业务质量QoS信息标签。 所述第一 SOE设备进一步包括串口业务数据第三处理模块，所述第二 SOE设备进 一步包括串口业务数据第四处理模块， 所述步骤A进一步包括第一 SOE设备中的串口业务数据第三处理模块接收第二 串口业务数据，从预先存储的源MAC地址与目的MAC地址的映射关系中获取该串口业务数 据第三处理模块MAC地址映射的目的MAC地址，封装为第二以太网报文，通过以太网络发送 至第二 SOE设备； 所述步骤B进一步包括第二 SOE设备接收第二以太网报文，进行解封装，获取第二串口业务数据，根据解封装得到的目的MAC地址，通过该目的MAC地址对应的串口业务数据第四处理模块输出。 所述步骤A具体包括 串口电平转换模块接收串口业务数据，将串口业务数据的电平转换为逻辑电路的 晶体管-晶体管逻辑TTL电平或互补金属氧化物半导体管CMOS电平，输出逻辑电路电平串 口业务数据至串口业务数据处理模块； 串口业务数据处理模块接收逻辑电路电平串口业务数据，按照预先设置的转换策略转换为并行的字节数据，在完成一个字节数据的转换后，输出至以太网成帧模块； 以太网成帧模块获取串口业务数据处理模块的MAC地址，读取预先存储的包含目 的MAC地址和源MAC地址的映射关系； 根据串口业务数据处理模块的MAC地址，从映射关系中获取该串口业务数据处理 模块的MAC地址映射的目的MAC地址，将接收的字节数据封装为以太网报文； 将以太网报文通过以太网接口模块发送。 所述转换策略包括串口波特率、奇偶校验、停止位以及起始位信息。 所述步骤B具体包括 以太网接口模块接收标识的以太网报文，输出至以太网成帧模块； 以太网成帧模块对接收的以太网报文进行解封装； 根据解封装得到的目的MAC地址判断该以太网报文是否属于该SOE设备； 根据解封装得到的目的MAC地址以及VLAN标签，确定该以太网报文所属的串口业务数据处理模块； 提取以太网报文包含的字节数据，输出至目的MAC地址对应的串口业务数据处理 模块； 串口业务数据处理模块接收字节数据，按照预先设置的转换策略转换为逻辑电路 电平串口业务数据，输出至串口电平转换模块； 串口电平转换模块将接收的逻辑电路电平串口业务数据转换为串口业务数据并 输出。 —种传输串口业务数据的系统，该系统包括主机设备、第一基于以太网络的串行 SOE设备、第二 SOE设备、以太网络以及远端设备，预先在所述第一 SOE设备和所述第二 SOE 设备中配置所述主本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种传输串口业务数据的方法，其特征在于，预先为接收以及输出串口业务数据的基于以太网络的串行ＳＯＥ设备中的串口业务数据处理模块配置媒体访问控制ＭＡＣ地址，该方法包括：Ａ、第一ＳＯＥ设备中的串口业务数据第一处理模块接收第一串口业务数据，从预先存储的源ＭＡＣ地址与目的ＭＡＣ地址的映射关系中获取该串口业务数据第一处理模块ＭＡＣ地址映射的目的ＭＡＣ地址，封装为第一以太网报文，通过以太网络发送至第二ＳＯＥ设备；Ｂ、第二ＳＯＥ设备接收第一以太网报文，进行解封装，获取第一串口业务数据，根据解封装得到的目的ＭＡＣ地址，通过该目的ＭＡＣ地址对应的串口业务数据第二处理模块输出。

【技术特征摘要】
一种传输串口业务数据的方法，其特征在于，预先为接收以及输出串口业务数据的基于以太网络的串行SOE设备中的串口业务数据处理模块配置媒体访问控制MAC地址，该方法包括A、第一SOE设备中的串口业务数据第一处理模块接收第一串口业务数据，从预先存储的源MAC地址与目的MAC地址的映射关系中获取该串口业务数据第一处理模块MAC地址映射的目的MAC地址，封装为第一以太网报文，通过以太网络发送至第二SOE设备；B、第二SOE设备接收第一以太网报文，进行解封装，获取第一串口业务数据，根据解封装得到的目的MAC地址，通过该目的MAC地址对应的串口业务数据第二处理模块输出。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在封装以太网报文后，进一步包括为封装 的第一以太网报文设置标识不同业务的以太网报文所属的虚拟局域网VLAN标签、和/或， 业务质量QoS信息标签。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一S0E设备进一步包括串口业务数据 第三处理模块，所述第二 SOE设备进一步包括串口业务数据第四处理模块，所述步骤A进一步包括第一 SOE设备中的串口业务数据第三处理模块接收第二串口 业务数据，从预先存储的源MAC地址与目的MAC地址的映射关系中获取该串口业务数据第 三处理模块MAC地址映射的目的MAC地址，封装为第二以太网报文，通过以太网络发送至第 二 SOE设备；所述步骤B进一步包括第二 SOE设备接收第二以太网报文，进行解封装，获取第二串 口业务数据，根据解封装得到的目的MAC地址，通过该目的MAC地址对应的串口业务数据第 四处理模块输出。4. 如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤A具体包括串口电平转换模块接收串口业务数据，将串口业务数据的电平转换为逻辑电路的晶体 管-晶体管逻辑TTL电平或互补金属氧化物半导体管CMOS电平，输出逻辑电路电平串口业 务数据至串口业务数据处理模块；串口业务数据处理模块接收逻辑电路电平串口业务数据，按照预先设置的转换策略转 换为并行的字节数据，在完成一个字节数据的转换后，输出至以太网成帧模块；以太网成帧模块获取串口业务数据处理模块的MAC地址，读取预先存储的包含目的 MAC地址和源MAC地址的映射关系；根据串口业务数据处理模块的MAC地址，从映射关系中获取该串口业务数据处理模块 的MAC地址映射的目的MAC地址，将接收的字节数据封装为以太网报文；将以太网报文通过以太网接口模块发送。5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述转换策略包括串口波特率、奇偶校验、 停止位以及起始位信息。6. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤B具体包括 以太网接口模块接收标识的以太网报文，输出至以太网成帧模块； 以太网成帧模块对接收的以太网报文进行解封装；根据解封装得到的目的MAC地址判断该以太网报文是否属于该SOE设备； 根据解封装得到的目的MAC地址以及VLAN标签，确定该以太网报文所属的串口业务数 据处理模块；提取以太网报文包含的字节数据，输出至目的MAC地址对应的串口业务数据处理模块；串口业务数据处理模块接收字节数据，按照预先设置的转换策略转换为逻辑电路电平 串口业务数据，输出至串口电平转换模块；串口电平转换模块将接收的逻辑电路电平串口业务数据转换为串口业务数据并输出。7. —种传输串口业务数据的系统，其特征在于，该系统包括主机设备、第一基于以太网 络的串行S0E设备、第二 S0E设备、以太网络以及远端设备，预先在所述第一 S0E设备和所 述第二 SOE设备中配置所述主机设备对应的第一接口 MAC地址与所述远端设备对应的第三 接口 MAC地址的映射关系，其中，所述主机设备，通过第一接口将串口业务数据输出至所述第一 SOE设备； 所述第一 SOE设备，用于通过第一接口接收所述主机设备输出的串口业务数据，从预 先存储的源MAC地址与目的MAC地址的映射关系中获取第一接口 MAC地址映射的第三接口 MAC地址，封装为以太网报文，通过所述以太网络发送至所述第二 SOE设备；所述第二SOE设备，接收以太网报文，进行解封装，获取串口业务数据，根据解封装得 到的第三接口 MAC地址，通过第三接口发送至所述远端设备。8. 如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仑，邓羽，赵剑南，徐君，
申请(专利权)人：北京格林伟迪科技有限公司，北京格林威尔科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]