以太網(wǎng)串口轉(zhuǎn)換器進入無線WiFi時代

如果我們預(yù)言十年后計算機將被平板電腦代替，那么RJ-45有線以太網(wǎng)接口就肯定會消失。自從以太網(wǎng)端口消失在平板電腦上后，人們對WiFi無線網(wǎng)絡(luò)的需求就出現(xiàn)了從“備用”變成了“唯一選擇”。

　　WiFi所創(chuàng)造的網(wǎng)絡(luò)接入能力，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了有線網(wǎng)絡(luò)而過往之所及，甚至大有取而代之之勢。僅僅幾年的時間，通過WiFi接入互聯(lián)網(wǎng)的用戶 數(shù)就超過了有線網(wǎng)絡(luò)。如今，在家、公司、咖啡館、機場、廣場，無線網(wǎng)絡(luò)正在全面地覆蓋我們的生活。也許讀者您現(xiàn)在就是通過WiFi聯(lián)網(wǎng)的計算機在閱讀本文呢！

　　平板電腦今年的出貨量將超過5000萬臺。這意味著，擁有這類終端設(shè)備的用戶，將完全依靠無線方式連接到互聯(lián)網(wǎng)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，而WiFi接入方式會成為用戶的首選。

　　WiFi：無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的形成

　　透視WLAN（無線局域網(wǎng)）技術(shù)的發(fā)展史，我們可以看到WiFi的形成過程。

　　我們今天所使用的無線網(wǎng)絡(luò)，并不是近十年發(fā)展起來的技術(shù)。無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展史可以追溯到五十年前，當(dāng)時美軍首先開始采用無線信號傳輸資料，并且應(yīng)用了高強度的加密技術(shù)。隨后，很多研究人員便從這項技術(shù)中得到了靈感。

　　1971年，夏威夷大學(xué)的研究人員開創(chuàng)出了第一個基于封包式技術(shù)的被稱作ALOHNET的無線電通信網(wǎng)絡(luò)，可以算是早期的無線局域網(wǎng)絡(luò) (WLAN，就是現(xiàn)在的WiFi)。這個最早的WLAN雖然只包括了7臺計算機，但卻可以橫跨四座夏威夷的島嶼，無線局域網(wǎng)絡(luò)由此誕生。

　　上世紀(jì)70年代中期，無線局域網(wǎng)發(fā)展前景逐漸引起了商業(yè)市場的注意，并被大力開發(fā)，市場需求的變化開始正式成為主導(dǎo)這類技術(shù)演進的動力。進入 80年代后，以太局域網(wǎng)應(yīng)用得到了迅速的發(fā)展，但是其自身的不足也開始越來越突出，而無線技術(shù)的優(yōu)勢反而得以彰顯。不少 來自PC領(lǐng)域的廠商開始關(guān)注無線網(wǎng)絡(luò)，在市場的驅(qū)動下，無線網(wǎng)絡(luò)開始登上了民用網(wǎng)絡(luò)的舞臺。

　　當(dāng)市場出現(xiàn)規(guī)?；枨蠛?，標(biāo)準(zhǔn)便會隨之誕生。上世紀(jì)80年代末、90年代初，WLAN架構(gòu)主要是基于IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)（就是有線以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)）所開發(fā)的。但由于技術(shù)上的不足，早期研發(fā)的產(chǎn)品，存在易受其它微波噪聲干擾、性能不穩(wěn)定、傳輸速率低、不易升級等問題，不同廠商的產(chǎn)品相互間也不兼容，這些問題導(dǎo)致無線網(wǎng)絡(luò)一直被當(dāng)做有線以太網(wǎng)的一種補充，無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和發(fā)展受到了一定的制約。

　　無線局域網(wǎng)發(fā)展史上真正具有里程碑意義的一次變革，是1997年6月IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的出臺。802.11標(biāo)準(zhǔn)提出了“一點對多點接 入”、“點對點中繼”等工作模式，這才真正提供了一種能夠讓無線網(wǎng)絡(luò)替代有線網(wǎng)絡(luò)的高效、高速的解決方案。這一標(biāo)準(zhǔn)為無線局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。在各種技術(shù)交織的戰(zhàn)國時代，各種無線局域網(wǎng)技術(shù)競相綻放，WLAN、藍(lán)牙、HomeRF、UWB等，但只有IEEE802.11系列的WLAN是應(yīng)用最廣泛的。WiFi是一種可以將個人電腦、手持設(shè)備（如PDA、手機）等終端以無線方式互相連接的技術(shù)。WiFi是一個無線網(wǎng)路通信技術(shù)的品牌，由WiFi聯(lián)盟(WiFi Alliance)所持有。目的是改善基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)路產(chǎn)品之間的互通性?，F(xiàn)時一般人會把WiFi等同于IEEE 802.11，甚至把WiFi等同于WLAN無線局域網(wǎng)。

　　1999年9月，802.11b標(biāo)準(zhǔn)的正式出臺推動了無線應(yīng)用的新進程，它不但提供了更快和更穩(wěn)定的接入方式，而且成本也不高，為WiFi技 術(shù)廣泛應(yīng)用于家庭和企業(yè)內(nèi)部提供了可能。但其最大的缺點是不能擔(dān)起大容量數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹厝?，于是隨后能夠?qū)崿F(xiàn)更快傳輸速度的IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)便應(yīng)運而生，但因其自身的不足，這個標(biāo)準(zhǔn)一直被視為是對802.11b的補充。

　　2003年9月，802.11g標(biāo)準(zhǔn)獲得正式批準(zhǔn)，使得無線局域網(wǎng)的應(yīng)用跨入了一個新紀(jì)元。在吸取了11b和11a兩個標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)點后，802.11g還同時克服了以往標(biāo)準(zhǔn)的不足，實現(xiàn)了速率高達108M的突破。

2009年，能夠使無線局域網(wǎng)達到以太網(wǎng)性能水平的802.11n標(biāo)準(zhǔn)出臺。它實現(xiàn)高帶寬、高質(zhì)量的WLAN服務(wù)。在傳輸速率方 面，802.11n可以將WLAN的傳輸速率提升到600Mbps。得益于將MIMO(多入多出)與OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)相結(jié)合的MIMO OFDM技術(shù)，無線局域網(wǎng)的傳輸質(zhì)量和傳輸速率得到極大提升。通過采用的智能天線技術(shù)，WLAN用戶得以接收到穩(wěn)定的信號，并大幅減少了其它信號的干擾。 其覆蓋范圍更是擴大到幾平方公里，極大提升了WLAN的移動性。此外，802.11n標(biāo)準(zhǔn)還解決了不同系統(tǒng)的基站與終端之間的兼容性問題。這些特性讓 WLAN與無線廣域網(wǎng)的結(jié)合成為可能。今天，各大運營商紛紛擴建WiFi網(wǎng)絡(luò)，正是因為其能夠與3G網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，幫助蜂窩網(wǎng)絡(luò)分擔(dān)數(shù)據(jù)流量。

以太網(wǎng)串口轉(zhuǎn)換器的歷史

目前計算機的以太網(wǎng)接口已經(jīng)大量使用，一般每臺計算機都至少有一個以太網(wǎng)口。在工業(yè)通信領(lǐng)域，以太網(wǎng)口已經(jīng)開始逐步占領(lǐng)傳統(tǒng)的RS-232/RS-485、CAN、USB等通信接口的市場。在以太網(wǎng)技術(shù)逐步普及于工業(yè)通信的今天，我們以波仕電子產(chǎn)品為代表介紹了幾代典型的以太網(wǎng)/串口產(chǎn)品的發(fā)展，包括：以太網(wǎng)/RS-232/RS-485/RS-422通用轉(zhuǎn)換器，光電隔離的以太網(wǎng)/ RS-232/485/422通用轉(zhuǎn)換器，以太網(wǎng)口/串口光纖轉(zhuǎn)換器。

  波仕電子以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器（型號：ETH232L1）用于將一個以太網(wǎng)口轉(zhuǎn)換成為RS-232、RS-485（半雙工）或者RS-422口（全雙工），如圖1。波仕ETH232L1微型以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器具有超小型的專利外形(80*23*47mm)、RS-232、RS-485、RS-422通用（配有接線端子），可以虛擬成為本地COM串口(COM1-COM256)、無須修改已有的串口通信軟件。同時配套有通信源程序（VC++，VB、BC可以嵌入用戶通信程序）以及以太網(wǎng)虛擬串口影射程序。

  圖1

ETH232L1產(chǎn)品具有以下基本性能特點：虛擬串口，超小型。ETH232L1主要是為以太網(wǎng)的遠(yuǎn)程工業(yè)通信而設(shè)計的，由于有RS-485或者RS-422接口所以通信距離增加到了1200米（9600bps時）。隨后波仕電子推出的型號為ETH232GH的產(chǎn)品增加了光電隔離，可以實現(xiàn)以太網(wǎng)-電源-串口的三方隔離，外形及使用均與ETH232L1一樣。

            圖2

波仕電子的型號為OPET232L1的以太網(wǎng)/串口光纖轉(zhuǎn)換器可以從以太網(wǎng)口直接轉(zhuǎn)換出一對光纖收發(fā)頭用于傳輸串口信號（如圖2）。外形和驅(qū)動程序同波仕ETH232L1系列轉(zhuǎn)換器。由于OPET232L1光纖傳輸?shù)倪€是串口信號，所以必須成對使用或者與波仕的OPT系列串口/光纖轉(zhuǎn)換器配對使用。OPET232L1與常見的用于網(wǎng)絡(luò)通信的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器是不一樣的。OPET232L1的串口速率為1200、2400、4800、9600、……、115200bps。常見的以太網(wǎng)光纖收發(fā)器傳輸?shù)氖?/span>TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)信號，它們的速率是10M、100M或者1000M。而TCP/IP通信協(xié)議相對串口通信來講比較復(fù)雜、每楨的數(shù)據(jù)量太大、而且關(guān)鍵是實時性較差。波仕電子的以太網(wǎng)/串口光纖轉(zhuǎn)換器由于采用RS-232串口通信協(xié)議所以更加適合于工業(yè)測量與控制領(lǐng)域的光纖通信。

WiFi串口轉(zhuǎn)換器的出現(xiàn)

波仕電子的WF232L型WiFi串口轉(zhuǎn)換器（如圖3）為RS-232/485/422設(shè)備的移動聯(lián)網(wǎng)開拓了新的領(lǐng)域，免除了繁瑣的布線工作，增加了串口設(shè)備聯(lián)網(wǎng)的靈活性，將需要聯(lián)網(wǎng)的串口設(shè)備帶入了移動互聯(lián)的新時代！

    圖3

      2011年 ，波仕電子推出無線WiFi串口轉(zhuǎn)換器，采用IEEE802.11b/g技術(shù)，利用現(xiàn)有的無線AP，將任何串口設(shè)備隨時，無布線地，靈活機動地聯(lián)網(wǎng)。只要將傳統(tǒng)的RS-232/485/422串口設(shè)備插入WF232L的串口，該設(shè)備就可以無布線地立即聯(lián)結(jié)到無線以太網(wǎng)，或互聯(lián)網(wǎng)里而受到遠(yuǎn)程監(jiān)控。 WF232L不但可以通過無線的Ad-Hoc方式兩兩互聯(lián)，而且還可以通過無線的Infrastructure方式聯(lián)結(jié)到AP(無線接入點)上網(wǎng)，擴充能力強。用很少的投資，就可以將無聯(lián)網(wǎng)能力的串口設(shè)備成為網(wǎng)絡(luò)級的串口設(shè)備，煥發(fā)了它們的生命力，節(jié)省了投資成本。

 使用WF232L的串口設(shè)備可以廣泛地應(yīng)用在POS銷售網(wǎng)點，串口打印機、串口LED顯示屏、保安設(shè)備生產(chǎn)商和系統(tǒng)集成，醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)商和系統(tǒng)集成，貨場分布系統(tǒng)/物流控制系統(tǒng)，工業(yè)自動化應(yīng)用領(lǐng)域和任何串口設(shè)備無布線的遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)環(huán)境。隨著串口設(shè)備有線連網(wǎng)服務(wù)器市場的蓬勃發(fā)展，對串口設(shè)備無線連網(wǎng)服務(wù)器需求量也越來越大，WiFi串口轉(zhuǎn)換器就是順應(yīng)潮流而發(fā)展起來的。  使用IEEE802.11b/g無線數(shù)據(jù)傳送，IT管理人員和服務(wù)經(jīng)理就可以在網(wǎng)上對設(shè)備進行遠(yuǎn)程監(jiān)控，診斷，升級和管理。任何串口設(shè)備都可以進行無線連接，特別是在醫(yī)療系統(tǒng)，POS銷售終端和物流系統(tǒng)這樣一些要求高度靈活移動的環(huán)境里，同時也顯得更加重要。另外，在建筑工地， 大廈內(nèi)和工業(yè)自動化環(huán)境，布線是很麻煩的，有時也是不可能的，無線聯(lián)網(wǎng)就大有可為。因此，無線聯(lián)網(wǎng)也為分布式計算開辟了新的路徑。為了訪問本地網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)，WF232L整合了TCP/IP網(wǎng)絡(luò)堆棧并且內(nèi)建了Web服務(wù)器，方便進行配置，顯示操作情況和進行診斷。其串口速率可 以達到工業(yè)界的最高速率從1200到115200bps。提供一個DB9針串口，RS-232/422/485三合一，也提供WEP加密措施。

    波仕WF232L無線WiFi/串口轉(zhuǎn)換器將無線AP的WiFi信號轉(zhuǎn)換成RS-232、RS-485或RS-422串口。WF232L采用高性能低功耗IEEE802.11b/g無線通信芯片，內(nèi)置高性能微處理器實現(xiàn)串口數(shù)據(jù)的透明傳輸，工作于2.4GHz全球開放ISM頻段免許可證使用，可廣泛應(yīng)用于各種場合的短距離無線通信、工業(yè)控制領(lǐng)域。產(chǎn)品本身可將自己的串口接到計算機后用配置程序進行通信速率、格式、編碼等的設(shè)定，無須其它任何編程裝置。WF232L既可以一對一通信，也可以多機通信，多機通信方法相當(dāng)于多個獨立地址的串口。 使用無線通信的移動特性和寬帶優(yōu)勢，WF232L也能代替以太網(wǎng)-串口轉(zhuǎn)換器，通過WiFi網(wǎng)絡(luò)，直接與串口設(shè)備進行端對端的通信。