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Come leggere i dati sulla porta seriale: una guida esaustiva per Windows

Olga Weis Olga Weis

La lettura dei dati della porta seriale è importante per le persone in più campi. Sviluppatori di applicativi e strumentazioni, ingegneri e hobbisti potrebbero aver bisogno di eseguire l'analisi dei dati della porta COM su apparecchiature che supportano protocolli seriali, come RS232 o RS485. Questa guida illustra l'uso degli strumenti di comunicazione seriale specializzati nella lettura dei dati, ottimizzazione delle velocità di trasferimento dati e risoluzione dei problemi per supportare una comunicazione più affidabile.

Contenuti

  1. Cos’è la comunicazione seriale?
  2. Come leggere i dati da una porta seriale?
  3. Funzioni principali di Serial Port Reader per Windows.
    3.1 Come catturare i dati della porta seriale su Windows tramite il lettore di porta COM?
    3.2 Risoluzione ed ottimizzazione avanzata delle problematiche
  4. La connessione RS232 ed i segnali
  5. Applicazioni che si affidano alla lettura dei dati seriali

Cos’è la comunicazione seriale?


La comunicazione seriale implica l'invio di dati su un singolo filo, un bit alla volta. Viene comunemente usata nei sistemi incorporati, nei dispositivi periferici datati e nelle apparecchiature industriali. Il protocollo RS232 è considerato uno standard nella comunicazione seriale. Di recente, gli adattatori da USB a Seriale sono diventati sempre più popolari nei moderni sistemi informatici.

Come si leggono i dati da una porta seriale?


  1. Impostazione della comunicazione seriale

    • ■ Verifica che il dispositivo seriale sia connesso al computer tramite la porta seriale della macchina o un adattatore da USB a Seriale. Puoi ottenere il numero della porta COM tramite il gestore dispositivi della macchina.
    • ■ Configura i parametri di comunicazione in modo che corrispondano a quelli del dispositivo seriale. Una comunicazione efficace richiede parametri corrispondenti quali il tasso di baud, parità e controllo di flusso.
  2. Seleziona uno strumento di lettura per la posta seriale. Viene richiesto un programma specializzato onde monitorare ed analizzare i dati della porta seriale. Serial Port Monitor è uno strumento efficiente per questo scopo.

  3. Avvio della sessione di monitoraggio

    • ■ Avvia una nuova sessione di monitoraggio dopo aver installato e configurato Serial Port Monitor. Il programma catturerà i dati passanti tramite la porta COM, in modo da poterne monitorare la comunicazione tra il dispositivo connesso ed il computer.
  4. Lettura dei dati in tempo reale dell’RS232

    • ■ La sessione di monitoraggio raccoglie i dati in tempo reale mentre vengono trasferiti tramite la porta seriale e li mostra nel formato scelto. I dati possono essere esportati per l'analisi scollegata, come documenti CSV, HTML o TXT.
  5. Strumenti aggiuntivi di monitoraggio della porta seriale

    • ■ pySerial offre agli utenti Python una libreria di procedure per la lettura dei dati seriali. Guarda quila videoguida su pySerial.
    • ■ PuTTY è una soluzione gratuita che ti consente di leggere i dati della porta seriale. Ecco una video guida sull’argomentazione d’uso di PuTTY per il monitoraggio della porta COM.

Il programma di lettura della porta seriale

COM Port Reader è uno strumento software di livello professionale che dovrebbe essere la tua prima scelta quando cerchi una risposta alla domanda su come leggere i dati dalle porte RS232. Lo strumento consente di inviare comandi o altre informazioni ai dispositivi basati su COM o alle applicazioni RS232 in una varietà di formati (stringa, binario, ottale, decimale, esadecimale, misto). Le risposte restituite possono essere monitorate e salvate in un singolo documento di registro che usa il metodo first-in-first-out. Serial Port Reader ti permette anche di reindirizzare l'uscita della porta seriale di un documento o degli Appunti, di modo che sia disponibile per ulteriori analisi in qualsiasi momento.
Serial Port Monitor logo

Serial Port Monitor


Requisiti: Windows Server 2012, Windows Server 2016, Windows Server 2019, Windows (32-bit and 64-bit): XP/2003/2008/Vista/7/8/10. 9.87MB spazio libero. Versione 9.5.589. (16 Nov, 2023). 4.8 Rango basato su 345+ utenti, Recensioni(345)
Categoria: Communication Application
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Serial Port Monitor

Principali caratteristiche di Serial Port Reader per Windows:


• Lettura dell'attività della porta COM

Questa utilità consente di leggere i dati RS232 da una porta designata e monitorarli anche se era già stata aperta da un'altra applicazione. I dati seriali acquisiti possono essere mostrati in vari formati e l'opportunità del monitoraggio in tempo reale è un'ottima funzione per la risoluzione dei problemi.

I dati ricevuti possono essere salvati in un file a scelta o copiati negli Appunti. Lo strumento visualizza ed archivia i codici di controllo d'entrata / uscita (IOCTL) insieme ai loro parametri completi. Le sessioni possono essere salvate con Com Port Reader e ricaricate quando richisete.

• Lavoro con più porte in una sessione

Più porte seriali possono essere lette in contemporanea da questo strumento. Questa funzione è molto utile quando si confrontano i dati raccolti da diverse porte COM che interagiscono con la medesima applicazione, durante la sessione di monitoraggio. In questo caso, tutti i dati vengono ricevuti ed archiviati in un singolo documento di registro su base first-in-first-out.

• Visualizzazioni multiple per dati rilevati

Serial Port Reader ti consente di scegliere il modo in cui i dati raccolti vengono mostrati sul tuo computer. Sono disponibili quattro diverse visualizzazioni: tabella, linea, scorrimento o terminale. Hai la possibilità di monitorare tutte le modalità di visualizzazione contemporaneamente.

• Emulazione della comunicazione seriale

Un'opzione in modalità terminale consente la trasmissione di dati simulati da un'applicazione seriale a una porta COM monitorata. Vari formati di dati, come stringa, binario, ottale, decimale, esadecimale o misto, possono essere usati per provare la porta COM o le reazioni del suo dispositivo collegato.

• Cattura dei dati Modbus

COM Port Reader ha dei potenti filtri che ti permettono di leggere i dati seriali trasmessi tramite Modbus RTU ed ASCII di Modbus. L'utilità è pienamente compatibile con questi protocolli e con quelli usati nelle interfacce RS-232, RS-485, ed RS-422

• Scambio ricorrente dei dati

L'invio più volte dello stesso comando da un'applicazione seriale a una porta seriale monitorata, può fornire un quadro più chiaro del comportamento della porta. Questa utilità per porta seriale semplifica tale attività con una funzione di riproduzione in grado di mostrare automaticamente le differenze tra le sessioni.

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Passi per catturare i dati della porta seriale su Windows con COM Port Reader

Come porter leggere i dati della porta seriale e raccoglerli usando COM Port Reader. Prima, devi scaricare lo strumento, installarlo ed avviarlo. Poi devi avviare una sessione di monitoraggio come questa:
1
In Serial Port Reader vai al “Menu principale”, choose “Sessione -> Nuova sessione”. In alternativa, puoi premere sull'icona “Nuovo” nella barra degli strumenti principale o premi “Ctrl + N”. Questo invoca lo schermo della “Nuova sessione di monitoraggio”.
Nuova sessione
2
Seleziona le modalità di visione che desideri mostrare durante la sessione di monitoraggio:

Modalità di visione per Serial Port Reader
Vista a tabella – gli IRP registrati vengono mostrati sotto forma di tabella
Vista in linea – le richieste passate tramite una determinata linea seriale vengono mostrate insieme ai dettagli
Vista a scorrimento – mostra i dati passati tramite la linea seriale
Vista a terminale – tutti i dati ricevuti vengono mostrati in caratteri ASCII su una console di testo.
Vista Modbus mostra i dati Modbus ricevuti e inviati (RTU ed ASCII).

“Seleziona tutto” e “Seleziona nessuno” sono pulsanti atti a semplificare le tue selezioni.
3
Scegli se desideri “Iniziare il monitoraggio ora” o “Iniziare in una nuova finestra”per il comportamento immediato di una nuova sessione.
Serial Port Reader nuova sessione
4
Nelle “Opzioni di cattura” puoi specificare gli eventi che ti interessano catturare – Crea/Chiudi, Leggi/Scrivi, Controllo del dispositivo.
5
Premi su “Inizia il monitoraggio” per attivare la sessione. Verrà mostrata una nuova finestra di monitoraggio.
6
Per salvare la sessione, seleziona nel menu principale “Sessione -> Salva sessione/ Salva sessione Come”. In alternativa puoi premere sulla icona “Salva” sulla barra degli strumenti principale o premere “Ctrl + S”.
Salva sessione

Dai alla tua sessione un nome significativo in modo da poter tornare ad essa per successive analisi

Risoluzione ed ottimizzazione avanzata delle problematiche

Risoluzione delle problematiche comuni sulla seriale

  • Il danneggiamento dei dati possono essere il risultato di cavi corrosi o tassi di baud dissimili.
  • I dispositivi che non rispondono sono spesso il risultato di impostazioni errate della porta COM e dei parametri. Alcuni dispositivi potrebbero richiedere il controllo del flusso per un trasferimento dati fluido.

Rilevamento e gestione degli errori

Usando tecniche di rilevamento degli errori, come l'esecuzione di un controllo di ridondanza ciclico (CRC), o il controllo dei bit di parità, si possono identificare errori di trasmissione, spesso associati a cavi lunghi o ad ambienti operativi rumorosi.

Ottimizzazione del tasso di baud

La scelta del tasso di baud corretto è fondamentale per una comunicazione coerente e affidabile. Un baud rate elevato può fornire dati troppo rapidamente perché un dispositivo possa gestirli in modo efficace, con conseguente danneggiamento o perdita dei dati. Serial Port Monitor consente di provare diversi tassi di baud per ottimizzare il trasferimento dati con il dispositivo seriale.

La connessione RS232 ed i segnali


• DTE e DCE


DTE sta per Equipaggiamento del terminale dati. Un esempio di DTE è un computer. DCE è l'acronimo di Equipaggiamento della comunicazione dati. Un modem è un eccellente esempio di DCE.

Un DTE viene di solito con un connettore maschio, mentre un DCE con quello femmina. Non è sempre cosi. Ecco un semplice test per confermare il tipo di dispositivo. Utilizzando un voltmetro, misurare il Pin 3 e Pin 5 di un connettore DB-9. I dispositivi DTE indicheranno un voltaggio di -3V to -15V. I dispositivi DCE avranno un voltaggio su Pin 2.

Nota: Il risultato per un connettore DB-25 è invertito (Per cortesia riferisciti alla tabella di conversione sottostante per DB-9 e DB-25).

Connettore DB-9

• Conversione da DB-9 a DB-25

Conversione da DB-9 a DB-25

• Connessioni RS-232


I cavi diretti vengono usati per collegare un DTE (ad esempio un computer) ad un DCE (ad esempio un modem), con tutti i segnali su un lato collegati ai segnali corrispondenti sull'altro lato in una base uno-a-uno corrispondente. Quando si collegano due dispositivi DTE direttamente senza modem in mezzo, viene utilizzato un cavo crossover o null-modem. Questo tipo di cavo incrociato trasmette e riceve segnali di dati tra i due lati. Non esistono standard e molte variazioni su come sono cablati gli altri segnali di controllo. Di seguito è riportato un esempio di uno di essi:

Connessioni RS-232

• Segnali RS-232


Segnali RS-232

Il grafico sopra illustra una tipica forma d'onda logica RS-232 (Formato dei dati: 1 bit di avvio, 8 bit di dati, nessuna parità, 1 bit di arresto). La trasmissione dei dati inizia con un bit di avvio, seguito dai bit di dati (LSB inviato per primo e MSB inviato per ultimo) e termina con un bit "Stop".

La tensione della logica "1" (Mark) è compresa tra -3VDC e -15VDC, mentre la logica "0" (Space) è compresa tra +3VDC e +15VDC.

RS-232 collega la Terra di 2 diversi dispositivi insieme, che è la cosiddetta connessione "Sbilanciata". Le connessioni sbilanciate hanno un limite di distanza di 50 piedi (circa 15 metri) e sono molto sensibili al rumore.

Applicazioni che fanno affidamento alla lettura dei dati seriali

Sistemi incorporati

I sistemi incorporati spesso forniscono le porte seriali usate dagli ingegneri per programmare e per eseguire il debug dei loro microcontrollori. I problemi di comunicazione tra un microcontrollore e un computer vengono in genere diagnosticati tramite la lettura dei dati seriali. Un esempio può essere visto in questo manuale sulla lettura dei dati seriali da Arduino.

Automazione industriale

Gli impianti industriali usano sovente la comunicazione seriale per controllare e monitorare le apparecchiature usate nelle procedure automatizzate. L'analisi dei dati seriali può essere determinante nella diagnosi dei problemi e nell'ottimizzazione delle prestazioni del sistema. Il responso dei sensori di dati in tempo reale, può essere usato per apportare eventuali modifiche immediate ai parametri dei macchinari per affrontare le condizioni fluttuanti in una linea di assemblaggio automatizzata.


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Requisiti: Windows (32 bit e 64 bit): Vista/7/8/10/11, Windows Server 2008/2012/2016/2019/2022, Windows su ARM
Ultima versione: v9.5.589, Rilasciato 16 Nov, 2023 Note di rilascio
Categoria: Serial Port Software
Limitazioni demo: prova di 14 giorni completamente funzionante
Prezzario: Inizia da $59
Le lingue: English
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