串口和TCP互相转发工具

原创 2025-07-16 09:25:32 10w+ 阅读 AI写同款

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串口与TCP相互转发工具：原理、实现与远程调试实践在嵌入式开发和工业自动化场景中，串口通信始终是设备调试和采集的基石，但其物理距离受限，难以满足远程运维与设备上云的需求。TCP/IP作为最通用的网络传输协议，天然适合跨地域的数据交互。将串口数据与TCP流量进行双向透传，成为远程调试串口设备、让老旧仪表接入网络以及实现Modbus RTU转TCP网关的关键技术。这类工具不仅要实现基本的字节转发，还需要应对缓冲区溢出、粘包处理、断线重连、多客户端共享等工程难点。本文从串口与TCP的数据模型差异出发，对比了ser2net、socat与硬件串口服务器等常见方案，并阅读详情

AI摘要

本文详细介绍了在远程服务器环境下，如何通过串口共享和网络工具解决本地串口与虚拟机上位机之间的通信问题。作者在尝试多种软件如SAKURAFRP、VMWare、有人科技的虚拟串口软件、SerialtoEthernetConnector等后，由于各种限制未能成功。最后，作者自行编写了一个名为TCP2Com的程序，实现了物理串口和虚拟串口的TCP转换，具备自动重连、日志跟踪等功能，以满足调试需求。

由于项目调试需求，代码在远程服务器的虚拟机上，在本地计算机通过串口连接需要对接的设备，在远程服务器的上位机程序需要和此设备进行对接，系统结构如图1所示。

图1 系统网络结构图

如何将本地的串口共享给远程服务器上的虚拟机里面的上位机程序呢？远程服务器开启了内网穿透，使用的SAKURA FRP，感兴趣的可以自己摸索下，很好用的。我直接穿透的远程桌面，而远程桌面可以将本地计算机的串口共享到远程服务器，如图2所示：

图2 通过远程桌面共享端口

假设本地计算机的串口如图3所示，经过远程桌面共享后在远程服务器上就会多出一些串口出来，表示的就是本地计算机共享过来的串口，串口号一般和本地计算机的相同，但是在远程服务器的设备管理器中是显示不出来共享过来的串口的，用串口调试助手等软件可以看到，如图4所示。

图3 本地计算机的串口

图4 本地计算机串口映射到远程服务器后的串口

现在差最后一步，将远程服务器的串口共享给虚拟机就可以了，用的是VMWare虚拟机，通过给虚拟机添加串口就可以实现，设置如图5所示。

图5 虚拟机共享串口

但在实际使用的过程中发现虚拟机中的上位机并不能很好的和设备连接，可能是速度的问题或者是数据流转换的问题，总之不成功。但直接放到远程服务器上运行上位机是可以的（不在虚拟机上运行上位机），由于上位机开发环境在虚拟机上，还需要想想办法将远程服务器上的串口共享给虚拟机。

开始查找是否有满足要求的工具软件，其中用的较多的是将串口转换成网络数据，到目的地后再将网络数据转为串口。其中有人科技的工具可以建立一个虚拟串口和网络端口的映射，很方便，如图6所示。

图6 有人的虚拟串口软件

用有人的这个虚拟串口软件，我在虚拟机上就可以很方面的搭建一个虚拟串口，只要在远程服务器上搭建一个物理串口到虚拟机TCP8222端口的透明TCP连接就可以了，但有人的不支持物理串口转发，还需要查找串口到TCP服务器的转发软件才可以。

经过搜索，这个网页Best Serial to Ethernet solutions on the market列出了可选的方案，Serial to Ethernet Connector是用的比较多的，因此下载测试了一下，用其他串口，包括虚拟串口Serial to Ethernet Connector都能正常工作，但是对于这样远程桌面共享过来的串口却怎么都打不开，如图7所示。

图7 共享过来的串口无法打开使用

正常的是能直接打开的，如图8所示。

图8 其他串口是可以打开使用的

而且Serial to Ethernet Connector不是免费的哦。

推荐的第2个TCP-Com，第3个Network Serial Port Kit，网站打不开，从其他地方也下载不下来，只得作罢。

第4个SERIAL-TCP/IP还可以，网站能打开，并下载安装使用了，刚开始测试效果还可以，但当发一些十六进制数时，SERIAL-TCP/IP出现了传输错误，比如发送FF A5 03 04 07，SERIAL-TCP/IP转发过来就变为： FF 3F 04 07，猜测这可能是SERIAL-TCP/IP内存处理字符串的小Bug，如图9所示。另外，SERIAL-TCP/IP还有个小不足，检测不到虚拟串口，只能打开物理串口。