最近在玩一个挺有意思的小项目,关于串口服务器方案的设计和实现。这个项目听起来有点复杂,但其实拆开来还挺有意思的。让我给大家分享一下我的思路和一些具体的操作细节
串口服务器方案,软件源码,给pdf版本原理图,送PCB裸板子,目前最大支持20多路串口485和232,4路网口,目前用了3路,已经全部画到PCB中,根据实际需要自己缩减所需要的串口数目,送PCB裸板,回去自己焊接。
硬件部分:串口与网络的结合
先说说硬件部分吧。这个串口服务器的核心是把多个串口(RS-485和RS-232)通过网络连接起来,实现数据的远距离传输。目前我的方案支持最多20多路RS-485和RS-232,还有4个网络接口,已经实际用上了3个,剩下的一个留着备用或者扩展用。所有这些模块都画在了一张PCB板上,如果感兴趣的话,可以要一张裸板回来自己焊接。
PCB设计亮点
PCB的设计其实挺有意思的,我尝试了很多布局方式,最后把串口模块和网络模块尽量分开,避免干扰。以下是PCB的部分布局图:
[PCB布局图]
从图上可以看到,RS-485和RS-232的接口都在板子的一侧,网络接口则在另一侧,这样既美观又实用。而且,这块板子还有一个特点,就是可以根据实际需求随意砍掉几路串口,非常适合定制化需求。
硬件连接测试
PCB做好后,我第一时间做了功能测试。下面是测试时用到的一个简单脚本,用来检测串口和网络的连通性:
import serial
import socket
# 测试串口
ser = serial.Serial('COM1', 9600)
print("Serial port opened successfully.")
# 测试网络
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
sock.connect(('192.168.1.1', 80))
print("Network connection established.")
测试结果很理想,串口和网络都能正常工作,接下来就是软件部分的开发了。
软件部分:串口到网络的桥梁
软件部分主要负责把串口的数据通过网络传输出去,同时也支持反方向传输。这听起来像是一个双向的数据中转站,但实现起来还是有点头绪的。
数据收发逻辑
软件的核心是一个多线程程序,支持同时处理多个串口的数据。以下是软件主函数的一部分代码:
import threading
class SerialServer:
def __init__(self, serial_port, network_port):
self.serial_port = serial_port
self.network_port = network_port
self.running = False
def start(self):
self.running = True
# 启动串口监听线程
threading.Thread(target=self.serial_listener).start()
# 启动网络监听线程
threading.Thread(target=self.network_listener).start()
def serial_listener(self):
while self.running:
data = self.serial_port.read(1024)
if data:
self.network_port.send(data)
def network_listener(self):
while self.running:
data = self.network_port.recv(1024)
if data:
self.serial_port.write(data)
这个代码实现了一个简单的串口到网络的双向通信,通过两个线程分别监听串口和网络端口,把数据来回转发。
软件功能扩展
软件部分目前支持的功能包括:
- 多串口同时监听
- 网络心跳检测
- 数据日志记录(可选)
如果需要,还可以在软件中添加一些高级功能,比如数据加密、设备认证,或者更复杂的协议处理。
PCB裸板和焊接
说到硬件 DIY,PCB裸板当然是一个不容错过的部分。这次我们送的裸板已经把所有必要的焊点都标出来了,适合手工焊接。如果你是焊接高手,可以自己尝试焊接;如果不太熟练,也可以找专业的代工服务。
如何焊接
焊接的时候有几个小技巧:
- 先焊电源部分,避免短路。
- 预热焊盘后再焊接,减少焊锡流动的问题。
- 多用镊子固定元件,避免松动。
下面是一个焊接完成后的成品图:
[焊接完成图]
看到这个成品,真的很有成就感!
总结
这台串口服务器方案的设计理念是灵活性和实用性并重。硬件部分支持多种配置,软件部分则提供了丰富的扩展性。如果你对 DIY 项目感兴趣,或者需要一个稳定的串口服务器方案,不妨试试看。

最后,如果你有好的想法或者改进建议,欢迎随时交流!












