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[摘 要]STM32在现有的cortex处理器的起初上，进行了新型服务器系统的开发研究，对其系统内部的功能组成、应用理论等研究了分析，并发现了其芯片存在的一系列的局限性，提出了對应的促进芯片控制优化，实现W5200工作优化的解决方案，按照系统要求进行了相关硬件的硬件设计，并且对服务器内部进行了编程设计。将工作方式在原有的基础上增加了TCP、UDP等多种形式，并围绕网络技术实现最终上位机的研发与设置，并对其中的一系列参数进行研究。通过测试发现，无论波特率系数为多少，都不会产生任何的丢包现象，串口服务器产生的波特率的最大值为二十五万六千，整体可用性高，运行持续性良好。这一服务器已经拥有了现实的实践服务，应用在了灌区当中，进行了组网服务，良好地实现了水利远程把控。
[关键词]STM32；串口服务器；W5200；以太网
中图分类号：G712.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0189-01
引言
随着互联网通信技术的迅速发展，以太网接口已经成为一种应用广泛的通信接口，具有接口简单，传输距离远，通信速度快等优点，但目前大多数传统工业控制设备通过串口进行通信，许多新开发的设备仍然偏爱串行通信。虽然串行通信具有易用性，但抗干扰能力差，常常会受到距离与速度两方面的影响。无论是升级传统设备通信接口还是开发以太网通信接口在新设备的开发过程中，会消耗大量的人力，物力和时间。因此，笔者围绕STM32为核心，展开了串口服务器的研发，将以太网与服务器之间的数据转换服务更加自然，进而实现以太网功能的最优化，进而其可用性与经济性更高。
1口服务器系统整体设计
系统使用的芯片主要是以三十二位的STM32F103CBT6为主，这一芯片具有较高的增强型，而且内部为RISC，内部也设有运行速度几块的储存设备。在串行接口当中，具备三录，而USART接口中，则具有五路。其芯片当中数据的收入与发送都是通过串行接口实现的。以太网的芯片主要是以W5200为主，是一个基于协议的网络控制器，内部运行速率可以达到一百兆，而且可以实现八个接口的共同工作，其握手功能的实现可以通过人工、智能两种形式，时钟赫兹可以高达八十兆，并实现与芯片之间的正常通信。选用MAX3232实现与整个系统的通信，并针对这一结构进行详细软件、程序的设计。
1.1串口通信电路设计
作为当前串行、具有物理性质的接口的主要标准，RS232选用了三种不同的接线方式，主要包括TXD等多种，进行传输的过程中，最大距离可以达到十五米。如果需要在传输为异步的情况下进行的话，那么必须要保证通信数据的传输范围要在零到二十之内[5]。而MAX3232芯片的加入，可以使得工作电压稳定在五到十五伏之间。系统的电路系统主要如下图所示。
1.2以太网接口电路设计
W5200选用的通信配置主要包括主控芯片与对应的接口协议等等，而且在协议当中除了要保证四个信号线必须要与主控芯片连接之外，还要保证剩余的INT等三根引脚线要与系统的普通接口相恋。以太网的详细相关接口的电路设计主要如下所示。主控芯片要与变压器相连接，随后再凭借RJ接口实现与以太网的连接。班子和选用的网口接插件为HR911105A，其可以实现变压器与接口两者的集成应用。因此，可以大大简便硬件电路的设计。串口服务器系统主要两部分，分比为嵌入式软件与具体的参数置工具软件。系统嵌入式应用软件开发环境为Keil uVision4，实现串口服务器的通信功能；参数设置工具软件开发环境为Visual Studio 2010，可对服务器进行参数设置。
1.3系统应用软件
W5200为硬件协议栈芯片，不需要在主控芯片上编写复杂的TCP/IP协议，减小了网络编程的工作量，从而提高了系统的稳定性和可靠性。应用软件主要有网络数据收发模块、串口数据收发模块和参数设置模块组成。网络数据收发模块采用扫描程序查询方式来判断是否网络连接以及接收发送数据，参数设置模块使用串口中断接收数据帧的方式，串口数据收发模块采用DMA技术。
在软件当中，接口数据与程序的好坏直接对系统的通信能力造成影响，通过DMA的加入使得数据传输工作的速率与质量得到了极大地提升。将字节接受超时的判断工作与数据的查询与后续传输工作两者的有效结合，在一定程度上解决了传统串口数据接受字符长度未知这一问题，使得整个系统的通信能力得到了极大地提升。
1.4参数设置工具软件设计
按照不同工作条件下的需求，对服务器的详细参数进行设置，具体包括子网、抵制、串口数据等部分[7]。为了进一步提升用户操作的便捷性，以C语言等编程工具为基础，实现了串口数据对应软件的研发。
3性能实验测试
在进行试验之前，需要运用相关的参数软件对详细参数进行的设定，并进行对应模式、串口号、IP地址等数据的设定。通过串口与网口的结合，对两个及其的通信性能进行检测。以波特率作为变量，对串口服务器进行对照研究。详细的实验环节分别为：串口与网口两者之间形成数据传输的正确性，并以波特率为变量，对五个实验对象展开测评，发送数据帧要在一千以上，而且单次传输数据要在一百以上，每次数据时间要间隔十毫秒。当波特率为十一万五千二百的时候，进行的测试实验流程详细如下图所示。结果如下表。根据实验，表明当波特率发生变化的时候，其对应的串口服务器传输数据的稳定性与可用性不会发生变化，而且最高波特率为二十五万六千以上，不会产生任何的丢包现象。
4工程应用
这一串口服务器的实践应用地点是在灌区的闸门当中，而且当闸门结构既定的前提下，实现了整个传统的正常通信，也实现了最终以太网的改造与升级。在整个实践过程中，受到灌区闸门系统以及监控系统存在自身存在的复杂性影响，为了提升服务器的适应程度，在进行服务器的选择时，选择了可以发送心跳信号的型号以实现改造工作的最小化。在成功连接上网络之后，服务器会正常向控制器发送信号，频率为每秒三十。当控制器接收到信号后，状态显示为连接成功，表明网络接通，通信功能正常履行，可以正常地进行数据的传输工作。在进行数据传输工作的时候，信号时停止的，工作结束则信号回复。当闸门成功连接后，详细图像如下。
5结论
以STM32与W5200为核心的系统研发，为串口服务器提供了更为稳定、持续、可用性高的工作能力，并完成了电路、应用软件、参数配置等方面的设定，也对系统进行了对应的跳的是工作。调试表明，本系统所能接受的波特率最高值为二十五万六千，而且整个传输过程稳定、持续，不会发生任何的丢包现象。而且本串口服务器应用实践成功，在灌区闸门系统当中工作状态良好、续航能力较强，满足了整个工作环节当中的综合需求。
参考文献：
[1]李基， 邵琼玲， 王盛军. 基于STM32与串口服务器的IP语音通信系统设计[J]. 计算机测量与控制， 2017（12）：172-176.
[2]邵帅， 张瑞， 朱晓谦. 基于串口服务器的微粉自动抽料控制系统设计[J]. 制造业自动化， 2014（19）：31-34.
[关键词]STM32；串口服务器；W5200；以太网
中图分类号：G712.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）48-0189-01
引言
随着互联网通信技术的迅速发展，以太网接口已经成为一种应用广泛的通信接口，具有接口简单，传输距离远，通信速度快等优点，但目前大多数传统工业控制设备通过串口进行通信，许多新开发的设备仍然偏爱串行通信。虽然串行通信具有易用性，但抗干扰能力差，常常会受到距离与速度两方面的影响。无论是升级传统设备通信接口还是开发以太网通信接口在新设备的开发过程中，会消耗大量的人力，物力和时间。因此，笔者围绕STM32为核心，展开了串口服务器的研发，将以太网与服务器之间的数据转换服务更加自然，进而实现以太网功能的最优化，进而其可用性与经济性更高。
1口服务器系统整体设计
系统使用的芯片主要是以三十二位的STM32F103CBT6为主，这一芯片具有较高的增强型，而且内部为RISC，内部也设有运行速度几块的储存设备。在串行接口当中，具备三录，而USART接口中，则具有五路。其芯片当中数据的收入与发送都是通过串行接口实现的。以太网的芯片主要是以W5200为主，是一个基于协议的网络控制器，内部运行速率可以达到一百兆，而且可以实现八个接口的共同工作，其握手功能的实现可以通过人工、智能两种形式，时钟赫兹可以高达八十兆，并实现与芯片之间的正常通信。选用MAX3232实现与整个系统的通信，并针对这一结构进行详细软件、程序的设计。
1.1串口通信电路设计
作为当前串行、具有物理性质的接口的主要标准，RS232选用了三种不同的接线方式，主要包括TXD等多种，进行传输的过程中，最大距离可以达到十五米。如果需要在传输为异步的情况下进行的话，那么必须要保证通信数据的传输范围要在零到二十之内[5]。而MAX3232芯片的加入，可以使得工作电压稳定在五到十五伏之间。系统的电路系统主要如下图所示。
1.2以太网接口电路设计
W5200选用的通信配置主要包括主控芯片与对应的接口协议等等，而且在协议当中除了要保证四个信号线必须要与主控芯片连接之外，还要保证剩余的INT等三根引脚线要与系统的普通接口相恋。以太网的详细相关接口的电路设计主要如下所示。主控芯片要与变压器相连接，随后再凭借RJ接口实现与以太网的连接。班子和选用的网口接插件为HR911105A，其可以实现变压器与接口两者的集成应用。因此，可以大大简便硬件电路的设计。串口服务器系统主要两部分，分比为嵌入式软件与具体的参数置工具软件。系统嵌入式应用软件开发环境为Keil uVision4，实现串口服务器的通信功能；参数设置工具软件开发环境为Visual Studio 2010，可对服务器进行参数设置。
1.3系统应用软件
W5200为硬件协议栈芯片，不需要在主控芯片上编写复杂的TCP/IP协议，减小了网络编程的工作量，从而提高了系统的稳定性和可靠性。应用软件主要有网络数据收发模块、串口数据收发模块和参数设置模块组成。网络数据收发模块采用扫描程序查询方式来判断是否网络连接以及接收发送数据，参数设置模块使用串口中断接收数据帧的方式，串口数据收发模块采用DMA技术。
在软件当中，接口数据与程序的好坏直接对系统的通信能力造成影响，通过DMA的加入使得数据传输工作的速率与质量得到了极大地提升。将字节接受超时的判断工作与数据的查询与后续传输工作两者的有效结合，在一定程度上解决了传统串口数据接受字符长度未知这一问题，使得整个系统的通信能力得到了极大地提升。
1.4参数设置工具软件设计
按照不同工作条件下的需求，对服务器的详细参数进行设置，具体包括子网、抵制、串口数据等部分[7]。为了进一步提升用户操作的便捷性，以C语言等编程工具为基础，实现了串口数据对应软件的研发。
3性能实验测试
在进行试验之前，需要运用相关的参数软件对详细参数进行的设定，并进行对应模式、串口号、IP地址等数据的设定。通过串口与网口的结合，对两个及其的通信性能进行检测。以波特率作为变量，对串口服务器进行对照研究。详细的实验环节分别为：串口与网口两者之间形成数据传输的正确性，并以波特率为变量，对五个实验对象展开测评，发送数据帧要在一千以上，而且单次传输数据要在一百以上，每次数据时间要间隔十毫秒。当波特率为十一万五千二百的时候，进行的测试实验流程详细如下图所示。结果如下表。根据实验，表明当波特率发生变化的时候，其对应的串口服务器传输数据的稳定性与可用性不会发生变化，而且最高波特率为二十五万六千以上，不会产生任何的丢包现象。
4工程应用
这一串口服务器的实践应用地点是在灌区的闸门当中，而且当闸门结构既定的前提下，实现了整个传统的正常通信，也实现了最终以太网的改造与升级。在整个实践过程中，受到灌区闸门系统以及监控系统存在自身存在的复杂性影响，为了提升服务器的适应程度，在进行服务器的选择时，选择了可以发送心跳信号的型号以实现改造工作的最小化。在成功连接上网络之后，服务器会正常向控制器发送信号，频率为每秒三十。当控制器接收到信号后，状态显示为连接成功，表明网络接通，通信功能正常履行，可以正常地进行数据的传输工作。在进行数据传输工作的时候，信号时停止的，工作结束则信号回复。当闸门成功连接后，详细图像如下。
5结论
以STM32与W5200为核心的系统研发，为串口服务器提供了更为稳定、持续、可用性高的工作能力，并完成了电路、应用软件、参数配置等方面的设定，也对系统进行了对应的跳的是工作。调试表明，本系统所能接受的波特率最高值为二十五万六千，而且整个传输过程稳定、持续，不会发生任何的丢包现象。而且本串口服务器应用实践成功，在灌区闸门系统当中工作状态良好、续航能力较强，满足了整个工作环节当中的综合需求。
参考文献：
[1]李基， 邵琼玲， 王盛军. 基于STM32与串口服务器的IP语音通信系统设计[J]. 计算机测量与控制， 2017（12）：172-176.
[2]邵帅， 张瑞， 朱晓谦. 基于串口服务器的微粉自动抽料控制系统设计[J]. 制造业自动化， 2014（19）：31-34.