好靈通即時(shí)通信: 串口遠(yuǎn)程通信的革命
傳統(tǒng)的通信技術(shù)越來(lái)越受互聯(lián)網(wǎng)的影響——從我們手中的電話(huà)到我們的閱讀方式。
比如IP電話(huà)或者帶語(yǔ)音通話(huà)功能的即時(shí)通信軟件已經(jīng)可以讓傳統(tǒng)的長(zhǎng)途電話(huà)費(fèi)用降到幾乎為0，數(shù)字圖書(shū)或者數(shù)字雜志、數(shù)字報(bào)紙與傳統(tǒng)的紙質(zhì)媒體相比較費(fèi)用也幾乎為0。
同樣傳統(tǒng)的RS-232、RS-485串口的遠(yuǎn)程通信在網(wǎng)絡(luò)即時(shí)通信技術(shù)的幫助下可以實(shí)現(xiàn)幾乎0硬件成本和幾乎無(wú)限遠(yuǎn)距離的遠(yuǎn)程通信。好靈通串口即時(shí)通信（圖1）就是這樣一種專(zhuān)門(mén)為基于網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)串口遠(yuǎn)程通信的即時(shí)通信軟件，包括互聯(lián)網(wǎng)版和局域網(wǎng)版。
如果說(shuō)在上一個(gè)10-20年里，整個(gè)工業(yè)界經(jīng)歷了一場(chǎng)從模擬到數(shù)字領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變，那么今后的10-20年里，將是數(shù)字領(lǐng)域到互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的轉(zhuǎn)變。一個(gè)涵蓋了電子硬件、軟件，IC以及傳感器的融合與信息交換的通信新世界。
是什么使這種改變?nèi)绱瞬豢煽咕埽雌饋?lái)沒(méi)有任何行業(yè)能夠阻止它的腳步？這當(dāng)中有很多原因，從快速的物流和服務(wù)，到巨大的生產(chǎn)力。無(wú)論如何，最重要的還是性?xún)r(jià)比。事實(shí)證明，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來(lái)更快的增長(zhǎng)率，每當(dāng)互聯(lián)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)增長(zhǎng)10倍的同時(shí)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)所傳遞的信息數(shù)量將是100倍，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)的價(jià)格將降低到0.1倍。任何拒絕“internet化”進(jìn)程的行業(yè)都要承擔(dān)被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。
從近距離到遠(yuǎn)程，我們回顧一下串口通信的傳統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式。15米以?xún)?nèi)，我們可以直接用RS-232電平和TTL電平；1200米內(nèi)，我們可以用RS-485電纜。4千米以?xún)?nèi)，我們可以用多模光纖，也可以用CAN總線(xiàn)。40千米以?xún)?nèi)，我們可以布單模光纖。更加遠(yuǎn)的距離呢？理論上我們可以加中繼，但是遠(yuǎn)距離布線(xiàn)以及為中繼器供電的成本呢？考慮到土地、道路、管道等的施工、實(shí)際上布超過(guò)10千米的專(zhuān)門(mén)用于串口通信的工程已經(jīng)是非常困難的。
圖 1. 從USB口擴(kuò)展串口的轉(zhuǎn)換器。
近距離地審視現(xiàn)在的串口通信方式，同新興的IT技術(shù)相比，我們的方式仍然固守電子時(shí)代的“前IT”技術(shù)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)缺少互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的滲透。盡管具有串口的單片機(jī)的數(shù)量也許累計(jì)超過(guò)了目前地球人口的數(shù)量，其中形成串口節(jié)點(diǎn)互連設(shè)備也是至少數(shù)以百萬(wàn)計(jì)，但串口通信仍然主要依靠現(xiàn)代計(jì)算機(jī)與互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代之前的電子時(shí)代的技術(shù)來(lái)控制。但是，隨著新的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的深入，特別是IPv6即將在2015年前普及，串口通信的互聯(lián)網(wǎng)化的革命已經(jīng)啟航。這種變革會(huì)帶來(lái)更高的性能，更低的花費(fèi)，以及完全不同的新特征，例如每個(gè)串口都將分配一個(gè)獨(dú)立的互聯(lián)網(wǎng)IP地址，我們將來(lái)要識(shí)別的多機(jī)通信地址不再是自己用軟件編程來(lái)分配的，甚至傳統(tǒng)的COM口的號(hào)碼也不是COM1、COM2等，而是自己的IPv6地址。盡管仍然處于初級(jí)階段，但互聯(lián)網(wǎng)革命已經(jīng)不可否認(rèn)的開(kāi)始了，沒(méi)有任何電子行業(yè)能夠忽視它的存在。
基于互聯(lián)網(wǎng)的串口即時(shí)通信
將串行口進(jìn)行互聯(lián)網(wǎng)化的第一步是具有串口通信功能的即時(shí)通信軟件。非常志豪的是，它已經(jīng)首先出現(xiàn)在我們中國(guó)，名字叫做好靈通：串口即時(shí)通信。好靈通本身也是一款功能齊全的即時(shí)通信軟件，每個(gè)用戶(hù)分配一個(gè)好靈通號(hào)碼，同時(shí)也對(duì)應(yīng)一個(gè)串口，無(wú)論這個(gè)串口在世界的任何角落，只要配這個(gè)串口的計(jì)算機(jī)可以上網(wǎng)。好靈通串口借助于互聯(lián)網(wǎng)可以分布在全球，并且與用戶(hù)自己的串行口對(duì)接，用好靈通軟件建立“好友聊天”，并通過(guò)因特網(wǎng)將用戶(hù)的串口信號(hào)進(jìn)行發(fā)送和接收。我們將這一過(guò)程形象地成為世界范圍內(nèi)的“串口的遠(yuǎn)程透明傳輸”。滿(mǎn)足實(shí)現(xiàn)這一切的技術(shù)要求不再是簡(jiǎn)單的嘗試。好靈通軟件需要將接收到的串口數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、精確的讀取、存儲(chǔ)，以及拆解為適合internet傳輸?shù)?span lang="EN-US">TCP/IP包，還要足夠的通訊帶寬和專(zhuān)門(mén)的互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器來(lái)可靠地傳送數(shù)據(jù)包，對(duì)方的“好友”計(jì)算機(jī)還得繼續(xù)信息的復(fù)原處理。所有的這些需求都是為了讓遠(yuǎn)距離的雙方的串口感覺(jué)就像使用一條串口通信電纜直接連接一樣的透明。由于中間環(huán)節(jié)為TCP協(xié)議的IP包，這種好靈通串口通信甚至可以實(shí)現(xiàn)不同速率的串口透明傳輸，這是傳統(tǒng)的方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。由于串口通信速率一般最高為115.2K字節(jié)/秒，這對(duì)于已經(jīng)普及的（ADSL）2M寬帶上網(wǎng)來(lái)講，完全可以保持?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性。
基于互聯(lián)網(wǎng)即時(shí)通信的串口遠(yuǎn)程通信可以在未來(lái)十年內(nèi)保持技術(shù)的領(lǐng)先。設(shè)想一下，我們未來(lái)的家電、攝像頭、甚至照明電器都將具備RS-232口，借助于互聯(lián)網(wǎng)版好靈通，我們就可以從辦公室實(shí)時(shí)控制或者監(jiān)視這些設(shè)備。注意好靈通和對(duì)于其它正在嘗試的遠(yuǎn)程攝像頭、遠(yuǎn)程“云打印”技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于通用性，只要設(shè)備具有RS-232口即可。RS-232和RS-485作為傳統(tǒng)的最為普及的工業(yè)通信接口，由于其通信協(xié)議的簡(jiǎn)單明了和易于使用，加上隨著帶串口的單片機(jī)的巨量使用，在未來(lái)的10-20年都不會(huì)消失。將來(lái)好靈通的普及也會(huì)繼續(xù)延長(zhǎng)RS-232和RS-485的生命。
圖 2. 基于互聯(lián)網(wǎng)的串口即時(shí)通信軟件：好靈通v5.0版本 。
基于局域網(wǎng)的串口即時(shí)通信
大部分情況下，串口的遠(yuǎn)程通信也許沒(méi)有超過(guò)企業(yè)的局域網(wǎng)本身的距離。由于有線(xiàn)局域網(wǎng)技術(shù)、工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)在構(gòu)造一個(gè)足夠遠(yuǎn)、節(jié)點(diǎn)足夠多的企業(yè)局域網(wǎng)已經(jīng)是很普及的技術(shù)。這個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)，不僅傳輸企業(yè)的管理信息數(shù)據(jù)，還可以借助局域網(wǎng)版的好靈通即時(shí)通信軟件來(lái)傳輸串口信號(hào)。局域網(wǎng)好靈通即時(shí)通信相對(duì)互聯(lián)網(wǎng)版好靈通的優(yōu)勢(shì)在于：1、保密性好。由于局域網(wǎng)通信可以與互聯(lián)網(wǎng)隔離，保證了企業(yè)內(nèi)部信息不會(huì)再互聯(lián)網(wǎng)上泄露，同時(shí)也不會(huì)有從互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)起的黑客攻擊等。 2、速度更快。局域網(wǎng)已經(jīng)普及100M甚至1000M速率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于ADSL的2M。 3、可靠性高。局域網(wǎng)版好靈通采用了不依賴(lài)任何服務(wù)器的技術(shù)，也就是每個(gè)用戶(hù)在通信時(shí)互為服務(wù)器和互為客戶(hù)端，只要局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)線(xiàn)路可靠連接即可保證可靠通信，而互聯(lián)網(wǎng)版的好靈通必須通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接專(zhuān)門(mén)的服務(wù)器。4、支持多機(jī)通信。局域網(wǎng)版的好靈通具有“廣播”功能，就是向局域網(wǎng)內(nèi)所有好靈通用戶(hù)群發(fā)信息。
將串口通信網(wǎng)絡(luò)化的下一步是通過(guò)即時(shí)通信軟件來(lái)進(jìn)行控制。原來(lái)的串口通信的地址變成為了“好友”的昵稱(chēng)。這將大大簡(jiǎn)化原來(lái)需要識(shí)別地址的軟件編程。同樣，局域網(wǎng)版的好靈通也具有支持不同速率的節(jié)點(diǎn)的通信，這一點(diǎn)上傳統(tǒng)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。這樣，新一代基于局域網(wǎng)的串口通信網(wǎng)絡(luò)就建成了。
在全世界范圍內(nèi)，串口通信網(wǎng)將要經(jīng)歷巨大變革，傳統(tǒng)的MODBUS協(xié)議將讓位于好靈通串口即時(shí)通信軟件。工業(yè)計(jì)算機(jī)將從傳統(tǒng)的中心控制主機(jī)直接沖到工業(yè)測(cè)控的第一線(xiàn)，其體積將減小到智能手機(jī)大小，也許將來(lái)就是具有RS-232串口的智能手機(jī)。無(wú)論是windows、android還是其他操作系統(tǒng)都可以，只要安裝相應(yīng)版本的好靈通軟件，由于在用戶(hù)看來(lái)好靈通實(shí)現(xiàn)的是串口透明傳輸，就與使用直接電纜連接的編程是一樣的，甚至更加簡(jiǎn)單。
圖 3. 基于局域網(wǎng)的串口即時(shí)通信軟件：好靈通v1.1版本 。
未來(lái)的計(jì)算機(jī)將在工業(yè)通信領(lǐng)域充當(dāng)今天單片機(jī)的角色，將來(lái)的串口通信不再需要今天這樣復(fù)雜的單片機(jī)編程。由于具有操作系統(tǒng)，只要安裝好靈通即時(shí)通信軟件就可以方便實(shí)現(xiàn)工業(yè)通信。
