Hardware und Software Lösungen für
UART über Ethernet Kommunikation

Olga Weis

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.

Inhalt


  1. UART Übersicht
  2. Hardware UART zu Ethernet Konverter
  3. UART über Ethernet Softwarelösung

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.

Alles in Allem To sum up, ist der eben genannte Konverter eine ideale Lösung für lokale Netzwerke und nahe gelegene Geräte. Doch was können Sie tun, um auf UART über Ethernet zuzugreifen, welcher weit weg ist, wie z.B. auf der anderen Seite der Welt? Wie können Sie UART über das Netzwerk einsetzen?

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. Download 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.

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Serial to Ethernet Connector

Anforderungen für Windows (32-bit and 64-bit): XP/2003/2008/ Vista/7/8/10, Windows Server 2012
Anforderungen für Linux: Kubuntu 9.10 “Karmic Koala”, openSUSE 11.2, 7.63MB freier Speicher , 4.66MB Größe , 4.66MB Größe
Version 7.1.876 (der 29. Jan, 2017) Versionshinweise
Categorie: Serial Port Software