1.

为什么你需要掌握Node-RED的串口通讯？

如果你玩过智能家居，或者捣鼓过树莓派、Arduino这类开发板，那你肯定对“让软件控制硬件”这件事不陌生。

但很多时候，我们写个Python脚本去读个传感器数据，或者用C语言给单片机发个指令，总觉得有点“重”——每次改点逻辑都得重新编译、上传，调试起来也麻烦。

Node-RED的出现，尤其是它的串口通讯能力，简直就是为这种场景量身定做的“快速原型开发神器”。

简单来说，Node-RED是一个基于浏览器的可视化编程工具，你用拖拽节点、连线的方式就能构建应用逻辑。

而Serial节点，就是它连接物理世界的一扇大门。

通过这扇门，Node-RED可以轻松地和你的工控机、单片机、传感器、PLC、甚至老式的调制解调器对话。

我这些年做过不少物联网项目，从工厂里的数据采集到家里的环境监测，但凡涉及到要和带串口（RS-232、RS-485、TTL

UART都算）的设备打交道，Node-RED的Serial节点几乎是我的首选。

它把底层复杂的串口驱动、数据缓冲、编码解码都封装成了几个简单的节点，你根本不用去纠结那些晦涩的C库或者操作系统API，专注在业务逻辑上就行。

举个例子，我有个朋友想做个温室监控系统，他用Arduino读取温湿度传感器的数据，然后希望能在网页上实时显示并控制通风扇。

如果从头写Web后端、前端图表、串口通讯，没个一两天搞不定。

但用Node-RED，他只用拖一个serial

in节点读取Arduino发来的数据，用function节点解析一下字符串，再用dashboard节点的图表和开关控件一连接，半个下午整个系统就跑起来了。

这种效率的提升是实实在在的。

所以，无论你是想快速验证一个硬件想法，还是为现有的工业设备添加一个智能监控层，掌握Node-RED的串口通讯都是一个性价比极高的技能。

它降低了硬件交互的门槛，让你能用“搭积木”的方式玩转实体设备。

2.

手把手安装Serial节点与配置环境

好了，心动不如行动，我们先把“武器”准备好。

Node-RED本身是个Node.js应用，所以你得先确保系统里装好了Node.js和npm。

这个基础步骤网上教程很多，我就不赘述了。

假设你已经打开了Node-RED的编辑界面（通常是在浏览器里访问http://localhost:1880）。

2.1

安装Serial节点

就像原始文章里提到的，Node-RED默认只安装了几十个最常用的节点，而Serial节点并不在其中。

我们需要手动安装。

这个安装过程是所有第三方节点的标准流程，学会了这个，以后装其他节点也一样。

1. 在Node-RED编辑器的右上角，找到那个三条横线的菜单按钮，点击它。

2. 在弹出的菜单里，选择“节点管理”(Manage

   palette)。

   这个界面就是Node-RED的“应用商店”。

3. 切换到“安装”(Install)

   标签页。

4. 在搜索框里，输入关键词serialport。

   这里有个小细节，直接搜“serial”可能搜不到，因为这个节点的完整包名是node-red-node-serialport。

   输入serialport后，下面应该会列出这个节点。

5. 找到“node-red-node-serialport”，点击旁边的“安装”按钮。

安装过程中，底部可能会有一个进度条。

这期间Node-RED会在后台通过npm下载这个节点包及其依赖（主要是serialport这个强大的Node.js串口库）。

安装完成后，你会看到成功提示。

这时候一定要记得点击右上角的“完成”或者“关闭”按钮，回到主编辑界面。

安装成功后，你会在左侧节点面板的**“输入”分类下看到serial

in节点，在“输出”**分类下看到serial

out节点。

有时候还会出现serial

response节点，用于更复杂的请求-响应模式，我们基础篇先聚焦在前两个上。

2.2

配置你的串口硬件

节点装好了，接下来得告诉Node-RED你的硬件设备接在哪个“门牌号”（串口号）上。

这一步因操作系统而异，也是新手最容易卡住的地方。

在Windows上：最简单的方法是打开“设备管理器”。

你可以右键点击“开始”菜单，选择“设备管理器”。

然后展开“端口(COM和LPT)”这个类别。

你会看到类似“USB-SERIAL

CH340

(COM3)”这样的条目。

这里的“COM3”就是你需要的串口号。

记住这个数字，比如COM3或COM4。

如果你插拔了USB转串口线，这个号码可能会变。

在Linux（如树莓派、Ubuntu）或macOS上：我们需要打开终端（命令行）来查看。

输入命令：

ls
/dev/tty*

你会看到一长串列表。

对于常见的USB转串口适配器，它通常是/dev/ttyUSB0或/dev/ttyACM0。

对于树莓派自身的硬件串口（GPIO

14/15），可能是/dev/ttyAMA0或/dev/ttyS0。

你需要根据你插入设备前后列表的变化，来确定你的设备号，比如/dev/ttyUSB0。

一个至关重要的权限问题（Linux/macOS专属）：在Linux系统下，普通用户默认是没有权限访问串口设备的。

如果你直接用Node-RED去打开/dev/ttyUSB0，很可能会报一个“权限拒绝”的错误。

解决方法是将当前运行Node-RED的用户（比如pi用户）加入到dialout用户组中，这个组通常拥有串口设备的访问权。

在终端里执行（以树莓派默认的pi用户为例）：

sudo
usermod
pi

执行后，你需要注销当前用户并重新登录，或者重启系统，这个组权限变更才会生效。

这是很多新手会忽略的一步，导致配置了半天发现节点连不上。

3.

深入理解与配置Serial节点

现在硬件和软件都就绪了，我们把节点拖到画布上看看。

你会发现，无论是serial

out，它们的配置框里都有一个关键的共同项：串口配置。

Node-RED很贴心地把串口参数（如波特率、数据位等）做成了一个可共享的配置节点，这样多个串口节点可以引用同一份配置，方便管理。

3.1

创建并配置串口端口

1. 当你第一次拖入一个serial

   in节点并双击它时，在“串口”下拉框里可能是空的。

   点击右边的铅笔编辑图标，会弹出一个新的配置窗口。

2. 串口端口：这里就填入我们上一步找到的“门牌号”。

   Windows填COM3这样的格式，Linux/macOS填/dev/ttyUSB0这样的路径。

3. 波特率：这是串口通讯最重要的参数之一，必须和你的硬件设备设置得完全一致。

   常见的有9600,

   115200等。

   如果你不知道你的设备波特率，需要查阅它的数据手册。

   我踩过的坑就是，有一次用一个GPS模块，默认波特率是4800，我习惯性地选了9600，结果收到的全是乱码，排查了好久。

4. 其他参数：数据位（通常为8）、校验位（通常为无）、停止位（通常为1）。

   这三位通常合称为“8N1”，是绝大多数设备的默认设置。

   除非你的设备说明书明确要求其他配置（比如7位数据位、偶校验），否则保持“8N1”即可。

5. 配置好后，给这个端口起个名字，比如“我的Arduino串口”，点击“添加”。

现在，你在serial

in节点的配置下拉框里就能选中这个刚刚创建的串口配置了。

serial

out节点同样可以选中它，确保收发使用同一套参数。

3.2

Serial

In节点：接收数据详解

serial

in节点配置好后，一旦部署，它就会持续监听指定的串口。

当有数据从硬件设备发送过来时，它会触发并将数据封装成一条消息(msg)传递给后续节点。

这里有个关键属性：msg.payload。

串口接收到的原始数据会被放在这里。

但是，数据格式很重要。

串口传输的是原始的字节流。

你需要根据你的设备协议来告诉Node-RED如何解读这些字节。

在节点的配置里，你会看到一个“输出”选项：

• 一个字符串：如果设备发送的是可读的文本（比如“25.6,60”），就选这个。

  Node-RED会将字节流按指定编码（默认UTF-8）转换成字符串。

  如果遇到中文乱码，可以在这里尝试切换编码，比如GBK。

• 一个二进制缓冲区：如果设备发送的是二进制协议（比如Modbus

  RTU、自定义的二进制包），就必须选这个。

  此时msg.payload是一个Buffer对象，你需要用function节点或者buffer相关节点来解析。

我建议在调试初期，后面务必连接一个debug节点，并将debug节点设置为“输出到调试窗口”和“完整消息对象”。

这样你不仅能看到payload的内容，还能看到它的类型，是字符串还是Buffer，一目了然。

3.3

Serial

Out节点：发送数据实战

serial

out节点负责把数据发送给硬件。

它的配置通常很简单，选择同一个串口配置即可。

发送的数据来源于msg.payload。

你可以通过多种方式给这个payload赋值：

• 最常用：Inject节点。

  拖一个inject节点，将其payload类型设为“字符串”，然后在框里输入你想发送的命令，比如AT\r\n（注意\r\n是回车换行，很多设备需要这个作为命令结束符）。

  将inject节点连到serial

  out节点，点击inject节点左边的按钮，数据就发出去了。

• 动态发送：Function节点。

  如果你想发送计算后的结果，或者根据条件发送，可以用function节点。

  在代码里写msg.payload

  =

  ON”;，然后将msg传给serial

  out节点。

• 注意字符格式：如果你要发送十六进制数据，而不是字符串，需要将payload设置为Buffer类型。

  在function节点里可以这样写：msg.payload

  =

  0x01]);。

一个实用的技巧是，很多硬件设备需要“回车换行”作为指令终结符。

你可以在serial

out节点的配置里找到“追加发送”的选项，直接填入\r\n。

这样，无论你的payload是什么内容，节点都会自动在后面加上回车换行再发送，非常省心。

4.

从零搭建一个双向通讯实例

光说不练假把式，我们一起来搭建一个完整的、可以双向通讯的流程。

这个例子模拟一个常见场景：Node-RED定时向设备发送查询指令，设备回复数据，Node-RED解析并显示数据。

我们的目标流程：每5秒发送一次“READ”命令

->

设备回复“TEMP:25.6,HUM:60”

->

构建发送与接收链路

1. 布置节点：从左侧面板拖入以下节点到画布上：

   • 一个inject节点（输入分类）
   • 一个serial

     out节点（输出分类）

   • 一个serial

     in节点（输入分类）

   • 一个function节点（功能分类）
   • 一个debug节点（输出分类）

2. 配置发送端：

   • 双击inject节点。

     将“重复”设置为“间隔”，并选择“每5秒”。

     在“payload”里选择“字符串”，输入READ。

     这样它就每5秒自动触发一次。

   • 双击serial

     out节点，选择之前创建的串口配置（例如“我的Arduino串口”）。

   • 用连线连接：inject->serial

     out。

3. 配置接收与解析端：

   • 双击serial

     in节点，选择同一个串口配置。

     确保“输出”为“一个字符串”。

   • 双击function节点，这是我们处理数据的大脑。

     在里面写入以下代码：

   //
   假设设备回复格式为：TEMP:25.6,HUM:60
   let
   msg;

   • 双击debug节点，可以保持默认设置，它会自动输出msg.payload。

   • 用连线连接：serial

     in->function->debug。

4. 部署与测试：

   • 点击右上角的红色“部署”按钮。

     你会看到inject节点开始每隔5秒闪烁一下，表示它在定时触发。

   • 切换到右侧的“调试”标签页。

   • 如果你的硬件设备已经正确连接并编程好（让它收到READ就回复格式化的数据），那么每隔5秒，你应该能在调试窗口看到类似{“TEMP”:25.6,

     “HUM”:60}的对象输出。

4.2

错误排查与进阶技巧

如果调试窗口没有出现预期数据，别慌，按以下步骤排查：

1. 检查硬件连接：USB线插稳了吗？串口号选对了吗？（插拔后COM口可能变）。

2. 检查参数一致性：波特率、数据位、校验位、停止位，必须与硬件端百分百匹配。

   这是最高频的错误原因。

3. 查看原始数据：在serial

   in和function节点之间临时插入一个debug节点，看看从串口直接出来的payload到底是什么。

   可能是乱码（波特率不对），可能是二进制（该用Buffer解析），也可能多了看不见的换行符（用trim()处理）。

4. 权限问题：Linux/macOS下，记得运行groups命令确认当前用户是否在dialout组里。

5. 串口占用：确保没有其他程序（如Arduino

   IDE的串口监视器、Putty等）正在占用同一个串口。

进阶技巧：

• 流量控制：如果传输大量数据时丢失，可以尝试在串口配置中启用硬件流控（RTS/CTS）或软件流控（XON/XOFF），不过这需要硬件支持。

• 处理粘包：高速传输时，两次发送的数据可能在接收端被“粘”在一起。

  可以在设备发送的数据后加入特殊分隔符（如分号;或换行符），然后在Node-RED的serial

  in节点配置中，使用“按分隔符分割”的选项，它会把一串数据自动按分隔符拆分成多条独立消息输出，非常方便。

• 日志记录：除了用debug节点看，还可以用file节点将接收到的数据实时写入到本地文件，用于长期记录和分析。

玩转Node-RED串口通讯的关键，就在于大胆尝试和细心观察调试信息。

它把底层复杂度隐藏了，让你能快速聚焦在数据本身和业务逻辑上。

我自己的好几个小项目，从简单的遥控小车到稍微复杂的多传感器数据汇聚网关，都是用这套方法搭起来的。

一开始可能会被权限、波特率这些小问题绊住，但一旦跑通第一个流程，后面就是一片坦途，各种硬件都能被你轻松“对话”。