网络菜人学习网络互连

2万 · 2010-2-21 10:44

学习的原因：想实现使用MODBUS TCP/IP实现控制器和PC机之间的互连，作用比较简单，就是把控制器的一些数据使用INTERNET发送到远端的PC机器上可以看到，PC机器数量可能有1~5台，控制器数量可能有1~60台。

呵呵，对INTERNET的互连互通一窍不通，网络上GOOGLE了一些有关网关、路由等知识，彻底晕了，物理连接就弄不清楚了，控制器使用的是MODBUS（485）格式，有没有什么装置可以自动把使用485物理连接方式的MODBUS RTU报文转化为以太网物理连接方式的MODBUS TCP/IP报文？
如果没有这样的装置，可否单做一个485方式模块作为控制器部分的主机，把1~60台控制器的数据收集上来并使用UART传给机房的PC，然后使用机房的PC把数据再转发到远端的1~5台PC上查看，这个方法好象必须要有一个机房PC，似乎不太好。
如果上一个办法还不行的话，如下方法如何：1~60台控制器均各配一个转换装置，把控制器485格式的报文转换为以太网连接的MODBUS TCP/IP报文并直接通过以太网传给远端的1~5台PC，这个转换装置是不是类似网关作用了？有没有成品可买？

送上10分寻找答案。

4万 · 2010-2-21 16:00

Modbus通常是在485网络上跑的，要通过以太网传输Modbus协议只能将其当作应用层协议处理，传输层协议则为TCP/IP。将485终端接入以太网可以通过串口－以太网转换模块实现，这种模块几年前很流行，大量用于旧设备改造，现在做的人比较少了，市场萎缩的很厉害。不过，要将多节点的485网络按每节点的方式转成以太网的代价是很大的，而且485本身和以太网的适用条件不同，绝大多数情况下是不能实现互换的，这时将485网络导入以太网甚至Internet需要重新设计485主机，添加网络接口即可。

2万 · 2010-2-21 16:57

本帖最后由 yewuyi 于 2010-2-21 17:13 编辑

刚买了一本施耐德工程师出的书，书名《从MODBUS到透明就绪-施耐德电气工业网络的协议、设计、安装和应用》。
俺刚看了一点，总体来说，这本书写的还是很有实际价值的，呵呵，TYW发挥一下神搜功能，看看能不能搞到它的电子档，卖的比一般的书贵，￥68，估计很多人都不舍得买。
书中提到，施耐德在97年推出的MODEBUS TCP/IP协议可以支持以太网的连接，局域网和INTERNET都可以支持，INTERNET网的502号端口免费开放给了MODBUS TCP/IP，个人理解：只要向CNNC申请到一个IP固定地址后并使用这个502号端口，就可以实现控制器和PC机的INTERNET连接了把？
俺这个不是针对老设备的改造，是打算新做的产品，我手上有一个艾默生的控制器样品，拆接看了看，它使用RABBIT3000（MCU）+RTL8039+SRAM+FLASH负责以太网TCP/IP通信（4线），另外一片MEGA32负责控制器功能实现，MEGA32用UART方式把数据发给了RABBIT3000，但这个产品整体体积很小，艾默生使用了多个4层板并进行拼板，正反面全焊接的密密麻麻的元件，加工工艺太复杂了，而且TCP/IP那一块不管需要不需要，用户都是要掏钱的，所以，我想把它分解开，控制器只完成MEGA32那部分的功能，外接一个小模块完成以太网部分数据传输，对于部分不需要以太网通信的用户，就可以便宜点买设备，对于需要485组网的用户，可以直接使用控制器组网，对于需要以太网组网的用户，每个控制器再单买一个模块即可。
呵呵，现在关键是：这个模块能不能买的成品，如果能买到成品，我们就比较省事，否则就自己开模具弄了，费用是其次，但时间肯定比较慢。

2万 · 2010-2-21 16:58

这种产品，不需要任何通信的约85%，需要485网络的约10%，需要以太网通信的约5%

2万 · 2010-2-21 18:09

MCU + TCP/IP 协议栈方式. 成本低, 性能经测试调整参数后最好.

我就看好这种方式, 下一步提供协议栈定制服务和web界面.

2万 · 2010-2-21 18:09

设备联网市场的巨大机遇及我们的推行策略
一, 设备联网市场分析
1, 设备联网出现的基础条件

2, 设备联网的需求分析.
二, 设备联网技术现状
三, 我们的自身技术储备分析
四, 具体实施操作

一, 设备联网市场分析

1, 设备联网出现的基础条件
(1) 互联网的普及. 相关数据: 2010年1月15日，CNNIC在京发布《第25次中国互联网络发展状况统计报告》。截至2009年12月，我国网民规模已达3.84亿，互联网普及率达到 28.9%.
(2) 无线联网技术的成熟. GPRS,3G, CDMA, wifi. 技术并不是问题, 问题的核心是成本.
成本表格:
GPRS 150RMB硬件 + 10RMb/月运营费  3年总费用:510RMB
3G 130RMB硬件 + 1200包年. 3年运营费3600RMB
CDMA 650RMB包年 3年运营费用1950RMB
wifi 硬件50RMB, 运营费用包含在计算机上网费用中, 可算为0
考虑这几种无线联网方式, 毫无疑问的: 针对消费类电子, wifi以其低价奠定其统治地位. GPRS会一直占有部分市场.
相关数据:
http://www.iimedia.cn/2621

"2009年8月，赛迪网和数字100市场研究公司对年龄在18周岁以上的一千多名中国宽带用户使用状况，并围绕其对Wi-Fi技术的使用和对Wi-Fi技术的印象调查结果显示，年龄在26至 30周岁之间的年轻白领是使用Wi-Fi最为频繁的人群。在参与调查的1250名宽带用户中，将近40%的受访者表示使用过Wi-Fi；咨询/服务和 IT业人士在Wi-Fi用户中所占的比例是最大的。"

"2010 年初中国运营商WiFi热点数量破21万"

2, 设备联网的需求分析.

我在想关电子网站上做的调查:

1.  根本没有想过设备要连入互联网，也不知道这方面的技术             0.00% (0)

2.  没有想过，但考虑后认为有可能用到，但不知道这方面的技术          0.00% (0)

3.  考虑过，但不知道如何实现，没有深究                                  40.00%(8)

4.  考虑过，也查阅了相关技术，GPRS运营费用太高，wifi soc未出现，认为时机不成熟 10.00%(2)

5.  知道相关技术，但找不到合适的应用点。                               5.00%(1)

6.  设备连入网络，但上位机界面不好处理，综合成本高。故不能做便宜的民用品。 15%(3)

7.  arm+linux + webserver 实现的, 综合成本400RMb上.                         5.00%(1)

8.  如果有人提供免费/开源的soc wifi 设备上网解决方案（硬件成本40RMb左右）和免费的web界面，你会为你的设备添加wifi支持上网来添加新功能 25.00%(5)

想关动作:

联通力推家庭网关数字化生活渐行渐近 http://www.enet.com.cn/article/2009/0912/A20090912534876.shtml 2009年09月12日

google 家庭网关得到更多信息.

二, 设备联网技术现状
1, 有线连网基本成熟. 硬件朝小体积集成化发展, TCP/ip协议栈多取自arm+linux开源构架.
内置TCP/IP协议栈的soc比MAC层soc贵不少, 而linux开源, 最终导致了arm+linux+以太网soc构架.
硬件成本: 很低.
典型代表:参见主流arm工控板
但是这个平台费用高, arm+linux板在300RMB上, 也就是说: 用得到arm+linux板的产品才可以低成本的加上.
MCU+TCP/ip协议栈+以太网soc, 有部分使用, 成本低. 见过相关讨论, 但因为不如arm+linux来的快和arm的大型其道, 这种方式还是少.
2, 无线连网技术基本成熟, 处于推广阶段.  TCP/ip协议栈多取自arm+linux开源构架.
很简单的, 这个就是把有线soc换成无线wifi模块了. 技术成熟是因为: 相关开发板已经泛滥, 相关模块50RMB一下.
MCU+TCP/IP+wifi 模式有人做出来了, 但买模块, 价格在100RMb左右, 和直接在现有产品中增加wifi和tcp/ip协议栈成本相差太大, 无法推广. (详情参见参考邮件内容)

(未完待续)

2万 · 2010-2-21 20:20

MCU+TCP/ip协议栈+以太网soc, 有部分使用, 成本低.

嘿嘿，似乎我要的就是这个东西，但还不知道主要难度在哪里！？难在TCP/IP协议吗？

我翻了一下书，似乎MODBUS TCP/IP协议也没多少张纸啊。

抽空继续看下去。

1万 · 2010-2-21 23:04

串口转以太网的模块很多啊，网上满地都是，微芯有现成的协议栈，可以看一下中文的AN833。
我试过三个10兆的方案：
PIC16F877A+RTL8019；
PIC18F258+ENC28J60；
集成的PIC18F67J60；

现在已经有100兆的方案推出。

只看该作者 · 2010-2-22 08:34

整个方案设计如下：

1-60个采集器 RS485网络=====RS485控制器+232/485转TCP

也没有什么网关什么的，有了TCP模块，你就已经可以拥有一个独立的IP了。

此话怎讲？如下：

你的TCP模块肯定不能直接接入Internet（当然，你一定要申请一个独立IP，我也没有办法），你的TCP模块肯定是接入的本地路由器，本地路由器肯定有办法获得一个Internet的IP地址的，可以通过固定外网IP，也可以通过ADSL虚拟拨号，这个都没有问题。

一旦通过路由器接入Internet，你就可以往制定的IP地址或者指定的域名发送指令了。

如果需要任何一台PC都能够访问这个节点，也有多种方式。你可以在远端用PC做一个服务器，让其他的PC通过该PC来访问节点信息。
也可以在路由器上装一个花生壳代理，然后任意PC都可以访问这个节点，通过合适的协议就可以获取节点信息了。

所以，楼主的解决方案可以如下：

做一个合适的 RS485主机模块，包括节点信息采集和合适的串口协议，通过串口控制 232/485转TCP 模块，至于TCP模块如何和PC通信，已经是一个透明的过程，可以不考虑了。

需要考虑的仅仅是需要怎么将整个链路连通，保证TCP模块可以访问到正确的地址即可。

这个方案我在2005年的时候就做过一个监控系统，完全没有问题。

不过当时我用的网络连接方案是这样的，TCP模块连接路由器，远端PC使用固定的IP地址。

由TCP模块主动访问远端PC，然后远端PC就知道该TCP模块的当次的外网地址了。至于TCP模块侧的内网转发，在TCP/IP的整个传输中，已经包含了内网端口信息，远端PC编程稍微注意即可。

如果还不明白，晚上给你画个示意图，呵呵！

只看该作者 · 2010-2-22 08:36

要成品的，看一下周立功的IPort串口设备联网服务器,串口服务器。体积很小。

只看该作者 · 2010-2-22 08:39

这个方案应该是短期成本比较低的方案。如果你的量很大，这个方案就不值得了。因为一个 232/485转TCP模块的成本不低。

不过这种监控系统如果上量了，也不会在乎这点成本了。

长期来看，如果自己能够开发出一个主机直接控制以太网控制器来实现联网，当然是最好的方案了，但是这个开发成本不会低，并且开发风险也大大加大。

综合来看，使用 RS485主机控制器+TCP协议转换模块+路由器+MODEM+远端PC接收+PC数据服务器的方案是一个比较合理的方案。

不过这个方案用于监控也有一个比较大问题，那就是延迟比较严重，如果对时延要求比较高，不建议使用。

具体时延和你的节点数据量以及收到网络阻塞情况控制。只能计算最短时延，最长时延很难控制。

2万 · 2010-2-22 08:54

呵呵，需要实时监测的

2万 · 2010-2-22 09:08

RS485主机控制器+TCP协议转换模块+路由器+MODEM+远端PC接收+PC数据服务器

这需要弄的东西太多了把？
呵呵，我的想法就是MCU+RTL8039到以太网，但这一层只到了内部局域网，如果需要上外网，则由用户自己申请一个固定IP地址，再弄一个服务器主机，1~60台控制器接到交换机上，再由交换机把数据传给服务器，服务器上提供一个WEB服务，远程登陆http://xxx.xxx.xxx.xxx:502地址，自动打开这个WEB服务界面，只有几十台控制器，每个控制器都单独给一个内部网地址，例如192.168.0.1~192.168.0.60，可不可以不需要路由器，直接用交换机连接每一台控制器？。
不知道我的想法对不对，能不能实现？网络结构要求尽量简化，呵呵，我们这个行业需要以太网通信的用户，就已经不在乎设备本身的这点成本了，主要还是要求设备尽量少维护，不能造成‘被停工’！

所有的产品中只有5%需要有以太网功能，而且多数还不要接到外网，只要能形成内部网络就可以了。

2万 · 2010-2-22 09:18

做这个的目的主要是把家+办公+现场区分开。

上班时，人在办公室办公，发现异常则到现场解决，
下班后回家，可以用终端连接服务器随时检查现场数据是否正常，如果异常，则立即去现场解决。
办公室和现场一般相距不远，但办公室可能要多个，值班长时刻看着自己的PC，科长也可以用自己办公室的PC随时连接上来看看，总经理也可以用总经理自己的PC连接上来看看状况，也就是说，可能有1~5台PC需要能看到这些数据并要求可以实现把数据发到外网去。

只看该作者 · 2010-2-22 10:15

用MOXA串口设备联网服务器(Nport xxxx系列)　N个串口对应一个网口的的多台＋加一个应用服务器（就是一个PC端的应用程序）＋Web服务器及网页应用(也可在PC上跑)即可。

开发工作在于１、应用服务器；２、Web网页的应用。

只看该作者 · 2010-2-22 10:41

RS485主机控制器+TCP协议转换模块+路由器+MODEM+远端PC接收+PC数据服务器

这个方案弄的东西是最少的啊

首先，RS485主机控制器比起你的 MCU+8019的方案开发起来要简单。因为该主机控制器在普通的 RS485主机控制器上只是增加一个串口通信而已，你需要的仅仅是一个双串口的MCU即可。

其次，TCP协议转换模块+路由器+MODEM 都是不需要你开发的，直接购买即可。

远端PC接收+PC数据服务器

这里你只要开发两个程序，一个远端PC接收程序，将收到的数据写入数据库

一个web服务程序，将数据库的内容显示出来给客户看。这样客户就可以在全球任意一个可以上网的地方看到了。

总的来说，你这个需求很早就有人做了，在我 05年做的时候，就已经有类似的应用了。

当时我们就用的是这样的方案，开发起来是成本最低的啊。

这个方案在底层其实基本没有什么需要太多开发的东西，难点在于网站的开发，数据库的开发。

你这个涉及海量的数据存储以及并发访问服务器的需求。

底层主要处理好两个串口通信即可，对于网络的传输，底层不需要处理，TCP模块和你的路由设置可以完成 Internet通信，对底层而言既是透明的。

2万 · 2010-2-22 11:01

我仔细看了看你这个需要和你的描述.

你现在在选择设备上网的硬件, 但不知如何做成一整个系统.

首先, 485转internet上网的模块有现成的, LZ这种不考虑价格的应用还是直接用内置tcp/ip协议栈的快. 贵40-50RMB.

然后, 每个工控点能连接互联网后, 在工作的PC上开个服务端口, 让现场的联网硬件连接这个端口, 并发送实时信息到这个端口, PC软件记录数据并提供界面.

人回家后通过web界面和远程登录来查看现场实时情况.

这是最简单的.

我提供web界面(就是设备连接到那个端口后的数据处理). LZ可以和我联系下. 如果应用范围广泛. 我会考虑和你合作.

联系方式: sinanjj@gmail.com

例子: sinanjj.gicp.net 用firefox注册个用户看看教程还没写全

2万 · 2010-2-22 11:03

emailli发表于 2010-2-22 10:41 | 只看该作者回复引用评分报告返回版面 TOP
得分：0
16楼：
RS485主机控制器+TCP协议转换模块+路由器+MODEM+远端PC接收+PC数据服务器

这个方案弄的东西是最少的啊

首先，RS485主机控制器比起你的 MCU+8019的方案开发起来要简单。因为该主机控制器在普通的 RS485主机控制器上只是增加一个串口通信而已，你需要的仅仅是一个双串口的MCU即可。

其次，TCP协议转换模块+路由器+MODEM 都是不需要你开发的，直接购买即可。

远端PC接收+PC数据服务器

这里你只要开发两个程序，一个远端PC接收程序，将收到的数据写入数据库

一个web服务程序，将数据库的内容显示出来给客户看。这样客户就可以在全球任意一个可以上网的地方看到了。

总的来说，你这个需求很早就有人做了，在我 05年做的时候，就已经有类似的应用了。

当时我们就用的是这样的方案，开发起来是成本最低的啊。

这个方案在底层其实基本没有什么需要太多开发的东西，难点在于网站的开发，数据库的开发。

你这个涉及海量的数据存储以及并发访问服务器的需求。

底层主要处理好两个串口通信即可，对于网络的传输，底层不需要处理，TCP模块和你的路由设置可以完成 Internet通信，对底层而言既是透明的。

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我提供免费的web界面, 数据库. 支持6w上设备连接, 采用web服务器类似构架. 数据库采用开源数据库.
linux+postgres

对工程师免费, 合作量大的共享源代码. 盈利才分成.

不知emailli能不能给介绍几个客户

只看该作者 · 2010-2-22 11:24

对于我所知道的这种客户，大家都不会去买你的服务器程序的。

大家做系统，都会自己找人做，很少有人找外包做的，呵呵。

并且，大家的数据库定义各不相同，你的系统也不是拿来就可以使用。

WEB界面的修改也非常复杂，有钱的公司自己找人搞了。没有钱的公司也出不起价钱。

总之，这个东西你可以拿去公司应聘

假如要拿来合作，估计是肉包子打狗了……

只看该作者 · 2010-2-22 11:26

叶总似乎是在深圳吧，俺也在深圳！

有机会可以请我去你那里给你讲解一下整个系统架构的。

吃顿饭交个朋友即可。其他的不要求，呵呵！

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