基于CAN-bus网络的虚拟串口
在工业串行通信领域，RS-232和RS-485是常用的数据传输标准之一。 例如，典型的PC提供1-4个标准RS-232端口，分别标记为COM1~COM4端口。 用户可以通过这些现成的RS-232端口连接到外部设备，包括键盘、IC卡读取器、条形码读取器、数字化仪、打印机、数据记录器和自定义的串行通信设备。 操作或编程这些标准的COM端口也非常方便。 市场上有很多用于通信测试的串行软件调试工具，还有编程时可以调用的DLL程序开发库。
但是，传统的RS-232串行通信在数据可靠性、通信距离、端口数等各方面都存在限制。 例如，在工业控制等现场环境中，电噪声对传输线路产生干扰情况较多，在使用RS-232通信的情况下，由于来自外部的电干扰而经常发生信号传输错误； 接着，在不增加缓冲器情况下，RS-232通信的最大传输距离只能达到15米； 此外，同一RS-232端口上只能连接一个RS-232通信设备。 这些因素极大地限制了RS-232通信的应用领域。
本文介绍了一种简单可靠的方法，利用ZLGCAN接口卡、CAN232MB转换器等设备，一根普通双绞线最多可连接2048个RS-232设备，通信距离可达10公里以上。
这里介绍实现远程RS-232通信的设备驱动程序。 虚拟串行服务器或VCOM服务器。 虚拟串行服务器是一个专用的配置工具。运行此服务器软件可以在同一台PC上安装一个或多个虚拟串行端口。 虚拟串行端口的数量最多为2048个。 这些虚拟串行端口可以执行与实际串行端口完全一致的操作。 事实上，在具有普通双绞线的CAN-bus网络中，通过这些虚拟串行端口传递的数据可以快速映射到CAN-bus网络中远程CAN232MB转换器的RS-232通信端口。 这样可以将n个CAN232MB转换器连接到相同的CAN-bus网络上，成本上可以映射n个远程虚拟串行端口。 通过软件无缝协作，远程虚拟串行端口和本地串行端口在操作上没有区别。 例如，在将某些设备的串行程序升级为通过远程虚拟串行端口实现时，升级软件不需要进行任何更改，只要设置打开串行端口时操作的远程虚拟序列号，就可以实现正常的串行
创建虚拟串行端口
本节以一个提供8个串行端口的虚拟串行网络实例为原型，介绍了如何在同一台PC上构建多个虚拟串行端口以及如何实现虚拟串行测试网。 如果需要构建更多的虚拟串行端口，请参阅如何构建上述网络。 步骤基本一致。 在CAN-bus网络中增加CAN232MB转换器的数量，在软件中适当设定参数即可动作。
虚拟串行服务器最多可以向配备PCI-9810/9820/9840接口卡的PC添加2048个远程虚拟串行端口。
可以在同一台PC上安装多个CAN接口卡。 无论安装了多少个CAN卡，虚拟串行服务器都会对它们进行统一管理。 不同的CAN接口卡和同一CAN接口卡上的不同CAN通道共享0到0~2048之间的CANID号。 每个ID号都对应于序列号。 因此，CAN-bus网络中的任何CAN232MB转换器都支持PC上的虚拟串行端口。
例如，当前的PC安装了名为COM33的虚拟串行端口。 用户写入COM33端口的数据直接传输到CAN-bus网络，由ID设置为33的CAN232MB转换器接收，并通过RS-232端口输出。 同样，从连接到ID设置为33的CAN232MB转换器的用户RS-232设备发送的数据通过CAN-bus网络发送到PC，并存储在PC上的虚拟串行COM33的数据缓冲区中。 当用户读取COM33数据时，虚拟串行服务器会将这些数据返回给用户。
上图中所示的CAN-bus网络连接了8个CAN232MB转换器，每个CAN232MB转换器的串行端口映射到第一台工作PC上的一个虚拟串行端口，共8个虚拟串行端口。 每个串行端口连接到MOXA多端口卡(型号： CP-168U8路多端口卡)上的其中一个串行端口，用于测试和验证每个串行端口的数据。 另外，第一台工作PC上安装了一个PCI-9840接口卡，与CAN-bus网络连接； 用户也可以连接到其他型号的CAN接口卡上，同样也可以实现该虚拟串口的网络实例。
配置虚拟串行服务器
本节介绍虚拟串行服务器的配置软件。 软件的启动界面如下。
要通过服务器软件安装虚拟串行端口并与远程RS-232设备建立通信，必须首先创建新的配置文件并配置相关设置。 单击画面左上方的“新建”按钮，显示配置文件保存对话框，从中选择保存路径和保存文件名。
CAN-bus网络的优点
CAN-bus是国际上应用最广泛的现场总线之一，广泛应用于欧洲中高端轿车，用作ECU单元的串行数据传输网络； 近年来，CAN-bus开始进入我国各行各业的数据通信APP应用，并于2002年被确定为电力通信产品领域的国家标准。
与RS-485类似，CAN-bus网络使用普通双绞线作为传输介质，采用直线拓扑结构，一条网络线路至少可连接110个节点，最担心网络的总长度，笑容可达10公里在CAN-bus网络中，数据的收发、硬件的错误检测都由CAN控制器的硬件完成，大大增强了CAN-bus网络的抗电磁干扰能力。 这意味着硬件可以保证CAN-bus网络的运行
的可靠性。据国际CiA协会统计，2001年仅在欧洲就销售了超过1亿个CAN-bus节点，几乎淘汰了欧洲所有的RS-485系统。目前，国内的汽车、电梯行业已是CAN-bus应用的典型领域，工业控制、智能楼宇、煤矿设备等行业也是日见更多型号的应用CAN-bus总线设备与产品。CAN-bus总线的优点：可靠性高，可以支持硬件节点的即插即用；故障节点可自动关闭，不影响其他网络节点；采用芯片硬件ID方式管理网络，故障节点界定十分方便，网络维护成本比较低。同时，CAN-bus网络可以保证良好的通讯实时性。
CAN-bus总线的适用范围：可适用于节点数目很多，传输距离在10公里以内，安全性要求高的场合；也可适用于对实时性、安全性要求十分严格的机械控制网络。