一種基于RS-485接口的通信方法

引言

　　建議性標準RS-485作為一種多點(diǎn)差分數據傳輸的電氣規范現已成為業(yè)界應用最為廣泛的標準通信接口之一。這種通信接口允許在簡(jiǎn)單的一對雙絞線(xiàn)上進(jìn)行多點(diǎn)雙向通信。但是作為數據傳輸鏈路，RS-485標準只規定了平衡驅動(dòng)器和接收器的電氣特性，在此基礎上用戶(hù)必須建立自己的高層通信協(xié)議。結合水下鋼樁防腐陰極保護電流檢測系統的開(kāi)發(fā)過(guò)程，介紹一種基于RS-485接口的通信方法。

1網(wǎng)絡(luò )配置

　　原料碼頭分為引橋（長(cháng)1700米）、主碼頭（長(cháng)640米）和副碼頭（長(cháng)430米）。呈反F形態(tài)，由855根鋼樁支撐。每根鋼樁分二或三段加以陰極保護電流以防腐蝕。陰極保護電流總數可達2565路。為實(shí)時(shí)監測陰極保護電流的變化，在碼頭各點(diǎn)安裝電流檢測裝置57臺、參比電壓檢測裝置1臺（以下稱(chēng)從節點(diǎn)），每臺最大檢測48路電流或64路電壓，通過(guò)RS-485網(wǎng)絡(luò )向電氣控制室的PC機（以下稱(chēng)主節點(diǎn)）傳送數據或由主節點(diǎn)設置各個(gè)從節點(diǎn)的工作狀態(tài)。

　　RS-485網(wǎng)絡(luò )拓撲一般采用終端匹配的總線(xiàn)型結構，不支持環(huán)形或星型結構。根據本系統中的反F形狀的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò )拓撲結構采用了三條總線(xiàn)分別將各個(gè)從節點(diǎn)串接起來(lái)，再用兩個(gè)集線(xiàn)器整合為一條總線(xiàn)與主節點(diǎn)相連、實(shí)現網(wǎng)絡(luò )的合理布局。集線(xiàn)器同時(shí)又有中繼器的作用，延長(cháng)了通信距離。理論上可以串接8個(gè)集線(xiàn)器，通信距離可達9.6公里。

　　詳見(jiàn)網(wǎng)絡(luò )連接圖。（圖一）

2數據編碼和通信協(xié)議

　　串行通信的格式是：8位數據位，1位啟動(dòng)位，1位停止位，無(wú)校驗位，通信速率是9600bps。

　　為了避免數據代碼和命令代碼沖突而引起通信混亂，通信代碼都采用ASIIC碼的編碼形式。由于本系統中數據代碼只有數值數據，0～9，A～F除外的字符都可以用作命令代碼。假如數據代碼中有文本數據的話(huà)，就必須用ASIIC碼表內的非打印字符作為命令代碼。

　　在一個(gè)主節點(diǎn)和多個(gè)從節點(diǎn)構成的總線(xiàn)式網(wǎng)絡(luò )中，采取主從應答方式由主節點(diǎn)發(fā)起并控制網(wǎng)上的每一次通信。每個(gè)從節點(diǎn)有一個(gè)識別地址，只有收到與自己地址匹配的數據幀時(shí)，才有相應的處理，并向主節點(diǎn)應答結果。

　　該系統中主要有四個(gè)通信過(guò)程，從節點(diǎn)發(fā)送電流或電壓數據、對從節點(diǎn)的采集通道啟用或禁用設置、電流和電壓的上、下限數據設置以及對從節點(diǎn)的時(shí)鐘校對。據此定義相應的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議如下：

　　幀格式定義：

　?。畲a：見(jiàn)下表

　?。刂罚簽閺墓濣c(diǎn)地址，有效范圍是1～254。其中256為廣播地址。

　?。ｒ灤a：采用累加和校驗，校驗碼僅取各字節之和的低字節。

　?。L(cháng)度：數據段的字節長(cháng)度

　?。獢祿危簳r(shí)鐘校對過(guò)程時(shí)，為年、月、日、時(shí)、分、秒、周共8個(gè)字節。