Bueno, después de pensarlo mucho y mirando los caracteres tan raros que me imprimia al cambiar los números supuse que "\xff" correspondía a la conversión en ASCII del 255. Por tanto hice algo mucho mas sencillo de lo que tenia y funciono perfectamente.
Código PHP:
$numero=chr($_POST['numero']);//convierto el número a ASCII
echo $numero;//visualmente verifico que se hizo la conversión
$serial->sendMessage($numero);//envío el mensaje a través del puerto
Y eso fue todo para solucionar el problema. Lo dejo por si es de interés para alguien.