设备远程监控和网络配置方案
2009-03-02
作者：广州致远电子有限公司
应用需求
对于电信机房监控设备、电视广播设备等行业设备通常具有数量多、分布广、监控信息统一等特点，适合无人监控，以降低运行维护成本。由于设备分布广泛，传统方案管理监控和配置这些设备必须靠本地的监控配置和管理，很不方便，并且维护难度大、成本高。因而电信机房监控设备、电视广播设备等行业的发展趋势必然是监控配置和管理的远程化。
电信机房监控设备、电视广播设备等行业设备的远程监控配置和管理往往需要搭建网络通讯，其中以太网是首选。这些设备大部分都安装在已经具有以太网的环境中（如城市内部，一般在公司办公室附近等），因此只需要为这些设备增加以太网接口就很容易接入到以太网，搭建成统一的网络平台，实现远程管理监控以及配置。
传统解决方案
传统方案通过串口进行本地配置管理，因此维护这些设备相当不便，需到现场进行配置管理，无法对整个系统设备进行监控。出现问题后，发现和处理问题十分困难，这样就使得维护成本高，处理时间长，为系统带来了很大的负担。
推荐方案
由于以太网已经成为使用最为广泛和成熟的技术，为这些电信机房监控设备或是电视广播设备等行业设备中增加以太网接口，实现以太网监控通讯，是最为成熟和方便的方案。通过以太网监控管理和配置这些设备十分方便，同时运行和维护成本也随之降低。
以图1所示的数字电视广播设备远程管理方案为例。方案中的编码器、复用器、加扰器、调制器等需要进行管理监控以及配置的设备均增加了嵌入式串口联网服务器，让设备的监控端口变成以太网接口，然后把这些以太网接口通过本地的以太网交换机连接起来，最后接入到城域网或因特网中，让工作在设备管理中心机房的管理人员轻松管理整个城市的所用设备，从而实现了设备数字电视广播设备的远程管理。该方案的优点在于让管理人员能够远程实时地对设备进行监控管理和配置，通过实时报警、错误信息提示对设备进行远程维护并对需要进行现场维护的问题进行识别和预处理，减少现场维护的工作量，大大缩减维护时间和维护成本。
嵌入式串口联网服务器是一种自带TCP/IP协议栈的嵌入式模块，它的体积比较小，一般有两个接口，一端是传统的UART串行通信的TTL电平接口，一端是10/100M自适应网口，能为设备快速地增加以太网接口，实现远程通讯。
致远电子推出的IPort和ZNE系列嵌入式串口联网服务器，提供高可靠性的以太网通信，利用灵活的串口分帧技术实现双向透明传输，同时提供多种配置方式和通用配置函数库,方便用户使用和开发。不仅如此，这些模块还具有体积小、速度快，安全可靠、功能强大等特点，十分适合为设备增加以太网接口。设备只需通过CPU的串行接口就能实现和远程监控中心的计算机之间的通信，这样可以方便将监控数据发往以太网，同时也可方便地接收远程监控中心发下来的配置数据进行参数设置等，实现远程监控和配置。
案例：数字电视广播设备的远程管理
数字电视广播系统是通过卫星接收天线来接收电视信号，然后通过一个卫星接收组或是数字卫星接收机转换为RF信号传给复用加扰机进行电视控制，再传给调制器转成RF/IF信号并发送给混合器，通过传输网络传输给用户终端的机顶盒，最终到达用户的电视机。
在这个数字电视广播系统中，有许多设备并没有使用以太网进行通讯，因此传统方法维护这些设备十分不便，须到现场去配置和管理维护，运行和维护成本高。
在这些电视广播设备中安装IPort-1模块实现网络接口连接，通过以太网进行远程设备管理，实现远程监控和配置，从而使得系统管理方便并且运行可靠。
IPort-1档案
概述：IPort串口设备联网服务器（专利产品）是具有RJ45的以太网串口转换模组，提供全面的网络解决方案，尺寸比一般人的拇指还小，只需极小的集成空间，仅用很简单的集成方式，就能为客户产品增加网络功能，帮助客户产品快速上市，提升竞争力。
IPort-1是在以太网产品线多年研发经验的基础上完成的，具有方便易用、稳定可靠、安全、高速、紧凑五大特点：
(1)方便易用
配置方式多样化：支持Web远程配置、软件配置、AT命令配置、串口配置；
工作方式多样化：TCP Server，TCP Client，UDP和Real Com等工作模式，目标IP和端口均可设置；
支持AUTO MDI/MDIX ，可使用交叉网线或平行网线连接；
支持DNS域名解析；
灵活的串口分帧方式，满足用户各种分包需求；
支持本地和远程的系统固件升级；
支持虚拟串口工作方式，提供Windows虚拟串口驱动，让用户串口设备无缝升级至以太网通讯方式，无需修改原有串口软件；
TCP支持多连接，支持连接效验密码和连接后发送特定数据，满足4个以内的用户同时管理一个嵌入模块的设备；
免费提供Windows平台配置软件函数库, 包含简单易用的API函数库, 方便用户编写自己的配置软件；
提供通用配置函数库，方便用户使用VC、VB、Delphi和C++ Builder开发应用程序进行二次开发；
兼容SOCKET工作方式(TCP Server、TCP Client、UDP等)，上位机通讯软件编写遵从标准的SOCKET规则。
(2)稳定可靠
支持网络自动诊断，并快速自动恢复；
经过标准的物理层一致性测试及网络流量测试；
经过严格的高低温带电老化测试及振动测试；
EMC测试符合IEC 61000-4-2 level-4及IEC 61000-4-4 level-4 标准；
工作温度：－25℃～+75℃。
(3)安全
支持先进的安全机制，提供防火墙IP地址筛选，防止未授权的非法访问及网络层病毒攻击；
支持TCP连接密码校验，防止非法用户建立连接及盗取数据；
配置可设置密码认证，防止误操作及恶意修改。
(4)高速
32位高速CPU,10/100M网口；
最高波特率可达230.4kb/s；
最小串口分包间隔TCP模式<2ms，UDP模式<200μs。
(5)紧凑
尺寸(L×W×H): 33mm×16.8mm×14.6mm；
内置嵌入式实时操作系统， TCP/IP协议，Web服务器；
32位CPU，64KB RAM，以太网MAC+PHY。
本文介绍了IPort串口联网服务器在设备远程监控和网络配置中的应用，并且从一个数字广播电视行业设备的应用实例可以感受到IPort模块给系统带来的便利。广州致远电子致力于提供优质的串口以太网转换产品，积累了长期的行业经验，同时，IPort串口联网服务器又是在多年研发经验的基础上完成的一款高品质、高性能的产品，为用户带来了真正的便利。