RS485主從式多機通訊協(xié)議

一、數據傳輸協(xié)議
此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認識使用的消息結構,而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請求訪(fǎng)問(wèn)其它設備的過(guò)程，如何回應來(lái)自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內容的公共格式。
此協(xié)議決定了每個(gè)控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發(fā)來(lái)的消息，決定要產(chǎn)生何種行動(dòng)。如果需要回應，控制器將生成反饋信息按本協(xié)議發(fā)出。
1、數據在網(wǎng)絡(luò )上轉輸
控制器通信使用主—從技術(shù)，即僅一設備（主設備）能初始化傳輸（查詢(xún)）。其它設備（從設備）根據主設備查詢(xún)提供的數據作出相應反應。
主設備可單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一消息作為回應，如果是以廣播方式查詢(xún)的，則從設備不作任何回應。協(xié)議建立了主設備查詢(xún)的格式：設備（或廣播）地址、功能代碼、所有要發(fā)送的數據、一錯誤檢測域。
從設備回應消息也由協(xié)議構成，包括確認要行動(dòng)的域、任何要返回的數據、和一錯誤檢測域。如果在消息接收過(guò)程中發(fā)生一錯誤(無(wú)相應的功能碼)，或從設備不能執行其命令，從設備將建立一錯誤消息并把它作為回應發(fā)送出去。
2、在對等類(lèi)型網(wǎng)絡(luò )上轉輸
在對等網(wǎng)絡(luò )上，控制器使用對等技術(shù)通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨的通信過(guò)程中，控制器既可作為主設備也可作為從設備。
在消息位，本協(xié)議仍提供了主—從原則，盡管網(wǎng)絡(luò )通信方*是“對等”。如果一控制器發(fā)送一消息，它只是作為主設備，并期望從設備得到回應。同樣，當控制器接收到一消息，它將建立一從設備回應格式并返回給發(fā)送的控制器。
3、查詢(xún)—回應周期

（1）查詢(xún)
查詢(xún)消息中的功能代碼告之被選中的從設備要執行何種功能。數據段包含了從設備要執行功能的任何附加信息。錯誤檢測域為從設備提供了一種驗證消息內容是否正確的方*。
（2）回應
如果從設備產(chǎn)生一正常的回應，在回應消息中的功能代碼是在查詢(xún)消息中的功能代碼的回應。數據段包括了從設備收集的數據。如果有錯誤發(fā)生，功能代碼將被修改以用于指出回應消息是錯誤的，同時(shí)數據段包含了描述此錯誤信息的代碼。錯誤檢測域允許主設備確認消息內容是否可用。
二、傳輸方式
控制器能設置傳輸模式為RS485串行傳輸，通信參數為9600，n，8,1。在配置每個(gè)控制器的時(shí)候，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò )上的所有設備都必須選擇相同的串口參數。
地址功能代碼數據數量數據1...….數據nCRC字節
每個(gè)字節的位
·1個(gè)起始位
·8個(gè)數據位，最小的有效位先發(fā)送
·1個(gè)停止位
錯誤檢測域
·CRC(循環(huán)冗余碼校驗)
三、消息幀
1．幀格式
傳輸設備將消息轉為有起點(diǎn)和終點(diǎn)的幀，這就允許接收的設備在消息起始處開(kāi)始工作，讀地址分配信息，判斷哪一個(gè)設備被選中（廣播方式則傳給所有設備），判知何時(shí)信息已完成。錯誤消息也能偵測到并能返回結果。
消息發(fā)送至少要以10ms 時(shí)間的停頓間隔開(kāi)始。傳輸的第一個(gè)域是設備地址。網(wǎng)絡(luò )設備不斷偵測網(wǎng)絡(luò )總線(xiàn)，包括停頓間隔時(shí)間內。當第一個(gè)域（地址域）接收到，每個(gè)設備都進(jìn)行解碼以判斷是否發(fā)往自己的。在最后一個(gè)傳輸字符之后，一個(gè)至少10ms 時(shí)間的停頓標定了消息的結束。一個(gè)新的消息可在此停頓后開(kāi)始。
整個(gè)消息幀必須作為一連續的流轉輸。如果在幀完成之前有超過(guò)5ms時(shí)間的停頓時(shí)間，接收設備將刷新不完整的消息并假定下一字節是一個(gè)新消息的地址域。同樣地，如果一個(gè)新消息在小于5ms的時(shí)間內接著(zhù)前個(gè)消息開(kāi)始，接收的設備將認為它是前一消息的延續。這將導致一個(gè)錯誤，因為在最后的CRC域的值不可能是正確的。一典型的消息幀如下所示：
起始間隔設備地址功能代碼數據數量及數據CRC校驗結束
2、地址域
消息幀的地址域包含一個(gè)字符8Bit?？赡艿膹脑O備地址是0...247 (十進(jìn)制)。單個(gè)設備的地址范圍是1...247。主設備通過(guò)將要聯(lián)絡(luò )的從設備的地址放入消息中的地址域來(lái)選通從設備。當從設備發(fā)送回應消息時(shí)，也把自己的地址放入回應的地址域中，以便主設備知道是哪一個(gè)設備作出回應。
地址0是用作廣播地址，以使所有的從設備都能認識。
3、如何處理功能域
消息幀中的功能代碼域包含了一個(gè)字符8Bits?？赡艿拇a范圍是十進(jìn)制的1...255。當然，有些代碼是適用于所有控制器，有此是應用于某種控制器，還有些保留以備后用。
當消息從主設備發(fā)往從設備時(shí)，功能代碼域將告之從設備需要執行哪些行為。例如去讀取當前檢測參量的值或開(kāi)關(guān)狀態(tài)，讀從設備的診斷狀態(tài)，允許調入、記錄、校驗在從設備中的程序等。
當從設備回應時(shí)，它使用功能代碼域來(lái)指示是正?；貞?無(wú)誤)還是有某種錯誤發(fā)生（稱(chēng)作異議回應）。對正?；貞?，從設備僅回應相應的功能代碼。對異議回應，從設備返回一等同于正常代碼的代碼，但功能代碼的最高位為邏輯1。
例如：一從主設備發(fā)往從設備的消息要求讀一組保持寄存器，將產(chǎn)生如下功能代碼：
0 0 0 0 0 0 1 1 （十六進(jìn)制03H）
對正?；貞?，從設備僅回應同樣的功能代碼。對異議回應，它返回：
1 0 0 0 0 0 1 1 （十六進(jìn)制83H）
除功能代碼因異議錯誤作了修改外，從設備將一獨特的代碼放到回應消息的數據域中，這能告訴主設備發(fā)生了什么錯誤。
主設備應對程序得到異議的回應后，典型的處理過(guò)程是重發(fā)消息，或者診斷發(fā)給從設備的消息并報告給操作員。
4、數據域
從主設備發(fā)給從設備消息的數據域包含附加的信息：從設備用于進(jìn)行執行由功能代碼所定義的行為所必須的數據。
如果沒(méi)有錯誤發(fā)生，從設備返回的數據域包含請求的數據。如果有錯誤發(fā)生，此域包含一異議代碼，主設備應用程序可以用來(lái)判斷采取下一步行動(dòng)。
在某種消息中數據域可以是0長(cháng)度。例如，主設備要求從設備回應通信事件記錄，從設備回應不需任何附加的信息。
數據域最長(cháng)為70字節。
5、錯誤檢測域
錯誤檢測域包含一字節8Bits。錯誤檢測域的內容是通過(guò)對消息內容進(jìn)行循環(huán)冗長(cháng)檢測方*得出的。CRC域附加在消息的最后，故CRC字節是發(fā)送消息的最后一個(gè)字節。
四、錯誤檢測方*
1、超時(shí)檢測
用戶(hù)要給主設備配置一預先定義的超時(shí)時(shí)間間隔，這個(gè)時(shí)間間隔要足夠長(cháng)，以使任何從設備都能作為正常反應。如果從設備檢測到一傳輸錯誤，消息將不會(huì )接收，也不會(huì )向主設備作出回應。這樣超時(shí)事件將觸發(fā)主設備來(lái)處理錯誤。發(fā)往不存在的從設備的地址也會(huì )產(chǎn)生超時(shí)。
2、CRC檢測
CRC域是一個(gè)字節，檢測了整個(gè)消息的內容。它由傳輸設備計算后加入到消息中。接收設備重新計算收到消息的CRC，并與接收到的CRC域中的值比較，如果兩值不同，則有誤，從設備對本消息不作回應。
通訊網(wǎng)絡(luò )只設有一個(gè)主機，所有通信都由他發(fā)起。網(wǎng)絡(luò )可支持254個(gè)之多的遠程從屬控制器，但實(shí)際所支持的從機數要由所用通信設備決定。