圖1所示的對話框中的服務(wù)器名稱(Server)用于給串行服務(wù)器指派最多由16個(gè)字符組成的名字， 以便區(qū)別局域網(wǎng)上的多個(gè)串行服務(wù)器， 當(dāng)ESP 管理器在局域網(wǎng)中發(fā)現(xiàn)了串行服務(wù)器， 就會顯示串行名字和IP地址， 以允許用戶區(qū)別不同的串行服務(wù)器。

　　DHCP是局域網(wǎng)管理系統(tǒng)的一部分。DHCP域提供有兩個(gè)選擇： 不使能和使能， 不使能是正常的或者缺省設(shè)置。當(dāng)使能時(shí)， ESP904發(fā)送DHCP請求到DHCP服務(wù)器， 并要求分派動態(tài)IP地址、子網(wǎng)掩碼和網(wǎng)關(guān)給ESP904。如果DHCP在網(wǎng)絡(luò)上不可用， 則在10秒后， ESP904超時(shí)， 但缺省值將保留。主服務(wù)器與客戶端之間的通訊軟件要求連接到一個(gè)具體的IP地址串口服務(wù)器。如果DHCP重新分派一個(gè)不同的IP地址， 軟件將不能夠與硬件通訊， 因此， 推薦使用一個(gè)靜態(tài)的IP地址。一般在使用ESP904串口服務(wù)器時(shí)， 其IP地址就已經(jīng)分配好了， 所以不需要使能DHCP。

　　ESP904上的串口波特率必須與連接設(shè)備的波特率相匹配， 除非使用虛擬串口模式。在虛擬串口模式下， 軟件程序?qū)⒔⒋谠O(shè)置。

　　網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議的選擇要根據(jù)實(shí)際需要來確定使用TCP還是UDP協(xié)議。如果應(yīng)用不要求UDP，就選擇TCP， 它能保證穩(wěn)定的通訊并有差錯(cuò)檢查;然而， UDP能提供更快的傳輸。但應(yīng)注意， 根據(jù)選擇TCP和UDP協(xié)議模式的不同， 它們的一些參數(shù)設(shè)置選項(xiàng)也不同。

　　圖1對話框里允許用戶輸入2個(gè)ASCII字符來分割一條消息的開始和結(jié)尾， 當(dāng)一條包含這些分隔符的消息在串行端口被接收到時(shí)， 在串行緩沖區(qū)所包含的數(shù)據(jù)將被打包為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包并發(fā)送到以太網(wǎng)端口。如果只有分隔符1被設(shè)置(分隔符2為0或者空)， ESP901/902收到分隔符1就將串行緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)打包為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包， 并發(fā)送到以太網(wǎng)端口。如果接收到的串行數(shù)據(jù)大于1KB，它將自動打包為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包并發(fā)送到以太網(wǎng)端口。

　　Force Transmit參數(shù)表示允許用戶設(shè)置數(shù)據(jù)傳輸之間的最大時(shí)間限制， 設(shè)置值乘以100 ms就是Force Transmit時(shí)間， 當(dāng)所花費(fèi)的時(shí)間達(dá)到這個(gè)域配置的時(shí)間時(shí)， TCP/IP協(xié)議將在當(dāng)前串行緩沖區(qū)打包數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到以太網(wǎng)端口。

　　TCP/UDP 端口的缺省值為4000、4001、4002、4003， 它們分別單獨(dú)對應(yīng)串口服務(wù)器的端口1、2、3、4， 如果端口號屬性被修改， 那么，被安裝電腦的設(shè)備管理器虛擬COM口設(shè)置也將被改變。在直接IP 或者虛擬COM 操作模式中，ESP904菜單里的端口號設(shè)置必須與虛擬COM或者套間字軟件端口設(shè)置相匹配。

　　服務(wù)器串行端口可根據(jù)需要配置為控制臺(Console) 模式、升級(Upgrade) 模式、缺省模式、RS232模式、RS422模式和RS485模式， 用戶可以根據(jù)需要對端口進(jìn)行配置。下面分別對各種操作模式進(jìn)行介紹。

　　在控制臺模式， ESP904管理器軟件可從運(yùn)行在PC上的超級終端與串口服務(wù)器進(jìn)行通訊， PC通過串口線連接到服務(wù)器的端口1的232串口上。

　　由于PC為DTE設(shè)備， 904串口配置為DTE (DB9)，所以， 必須使用交叉線。

　　在升級模式， 更新的固件能通過串口從PC上傳到904的端口1 (端口1為RS-232串口)。也可以通過網(wǎng)絡(luò)連接， 用ESP管理器和虛擬串口與904端口1形成映射來進(jìn)行升級， 從而上傳新的固件到服務(wù)器。

　　在缺省模式， 當(dāng)服務(wù)器屬性更新時(shí)， 所有的配置設(shè)置將返回到他們的缺省值。ESP904端口的缺省設(shè)置為： 端口1為控制臺模式， 端口2、3、4為RS-232模式。

　　RS232模式、RS422模式和RS485模式的選擇將服務(wù)器端口分別配置為RS232接口、RS422接口和RS485接口， 當(dāng)服務(wù)器被更新時(shí)， 服務(wù)器上選擇的端口將變成對應(yīng)的接口。

　　3 ESP904在ROV控制體系中的應(yīng)用

　　傳統(tǒng)的水下機(jī)器人內(nèi)部數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是基于串行總線的通訊系統(tǒng)。但是， 隨著近年來以太網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展， 特別是高速以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展， 極大地減少了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)傳輸上的延遲， 而工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)能夠把控制網(wǎng)絡(luò)分成若干個(gè)相互獨(dú)立的沖突域， 故可避免不同沖突域之間的節(jié)點(diǎn)因競爭線路而發(fā)生碰撞， 從而提高了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性。因此， 在工業(yè)控制中， 越來越多的傳統(tǒng)現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)被工業(yè)以太網(wǎng)所代替， 并已發(fā)展成為一個(gè)技術(shù)趨勢。為此， 本文的HYSUB130 -4000 ROV (ROV， RemotelyOperated Vehicle) 系統(tǒng)在遙控水下機(jī)器人控制系統(tǒng)中也采用了光纖以太網(wǎng)通訊體系結(jié)構(gòu)。

　　HYSUB130-4000 ROV系統(tǒng)除了較多的控制計(jì)算機(jī)接入到以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系中外， 還有很多嵌入式控制模塊， 這些模塊只能提供串口通訊模式。為了能將這些嵌入式控制模塊接入到遙控水下機(jī)器人的以太網(wǎng)控制系統(tǒng)中， 本系統(tǒng)在開發(fā)過程中采用了以太網(wǎng)串口服務(wù)器ESP904， 它的串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)性能可以很好的解決這個(gè)問題。

　　HYSUB130-4000ROV系統(tǒng)的以太網(wǎng)控制體系如圖2所示。

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　　圖2 ROV系統(tǒng)的以太網(wǎng)控制體系

　　本系統(tǒng)中的甲板控制計(jì)算機(jī)和ROV本體控制計(jì)算機(jī)是ROV控制系統(tǒng)里的主控制計(jì)算機(jī)， 是ROV系統(tǒng)的大腦和“指揮中心”， 其他計(jì)算機(jī)用于輔助管理視頻、導(dǎo)航數(shù)據(jù)、切換控制等操作。

　　除此之外， HYSUB130-4000ROV系統(tǒng)還采用了ESP904以太網(wǎng)串口服務(wù)器來將眾多嵌入式控制模塊接入以太網(wǎng)。甲板串口服務(wù)器ESP904連接ROV本體遠(yuǎn)程控制模塊、駕駛員操縱桿控制模塊、7功能機(jī)械手操縱桿控制模塊和電源分配單元控制模塊， 它們通過RS-485總線連接到ESP904服務(wù)器的串行端口。水下ROV本體串口服務(wù)器ESP904連接CTD傳感器、遠(yuǎn)程I/O控制模塊、采樣藍(lán)控制模塊和工具閥箱控制模塊， 它們分別根據(jù)需要通過RS-232或者RS-485總線連接到ESP904的串行端口上， 這樣就可以使以太網(wǎng)控制系統(tǒng)中的任何一臺計(jì)算機(jī)都通過以太網(wǎng)像訪問真正的串口設(shè)備一樣去訪問分別連接到ESP904串口服務(wù)器上的設(shè)備。

　　4 結(jié)束語

　　由于遙控水下機(jī)器人控制系統(tǒng)的慣性較大，其控制周期接近于秒級， 因此， 通過實(shí)踐證明，以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸能夠很好的滿足遙控水下機(jī)器人控制體系的控制性能， 而且可以通過交換機(jī)擴(kuò)展以太網(wǎng)串口服務(wù)器， 同時(shí)在理論上還可以擴(kuò)展任意多串口設(shè)備， 因而可以使更多設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊， 并為設(shè)備的擴(kuò)展提供了更大的接口空間。