測水流量計和計算機間的通信（xìn）協議分析介紹

測水流量計通過串行RS一485標準（zhǔn）總線與站內PC機連接。在（zài）進行數據傳輸時（shí）,站內PC機先發出地址幀對指定的節點設備尋址,在得到確認之後向選中的節點設備發送命令及參數,或（huò）者接收節點設備采集的數據。為了滿足簡單實用的要求,根據RS一485數據總線通信（xìn）的（de）特點可以（yǐ）將節（jiē）點的測（cè）水流量計和（hé）站內PC機間的（de）通信協議分為三層:物理層、數據鏈路層、報文層。
一（yī）、物理層
測水流量計等節點設備和站（zhàn）內PC機之間的通信符合RS一485電氣規範。采用平衡（héng）式差分長線驅動,半雙工。通信介質采用雙絞線或同軸電纜。
二、數據鏈路層
測水流量計等節點設備和站內PC機（jī）間的通信采用異步串行通訊控製規程,並采用地址（zhǐ）位喚醒握手協議。因此在協議中規定了傳地址和傳數據（jù）兩種不同的幀格式,如圖.64所示。地址（zhǐ）幀和數（shù）據（jù）幀（zhēn）由11位構成,幀（zhēn）格式為l位（wèi）起始位,l位停止位,8位數據位,1位*9位。我們將*9位（wèi）設定為“地址/數據指示位”,用來區分所發送/接受的幀信息是地（dì）址幀還是數據幀。*9位為1,表示PC機發（fā）送/接受的是“地址幀”*9位為O,表示主機發送/接受的是“數據幀”。命令（lìng）幀（zhēn）與校驗和的發送（sòng）格（gé）式與數據幀相（xiàng）同,因此可（kě）由數據幀演化得（dé）到。


三、報文層
在測水流量計等節點設備和C機通信的過程中,由地址幀（zhēn）、命令幀、數據幀、校驗和可組成各種功能不同的報文。由（yóu）於采用主從工作方式來實現通（tōng）信（xìn）,測水（shuǐ）流量計等節點設（shè）備僅能接收並執行PC機發送來的控製命令,而不能發（fā）送命令給PC機。因此,由（yóu）PC機發往流量計等節點設備的報文一（yī）般包括一個地址幀,一個命令幀,若（ruò）幹個數據幀和一（yī）個校（xiào）驗和,其報文格式圖.6a5所示;而由流量計（jì）等節點設備發往PC機的報（bào）文一般包括一個地址（zhǐ）幀,若幹個數據幀和一個校驗和,其報文格式如圖6.5b所示。


由於RS一485電（diàn）氣標準規（guī）定每段隻能聯結犯個節點設備,因（yīn）此可用（yòng）地址（zhǐ）幀中五個二進製位表示這32個地址,其餘3位用來表示命令,從而構成地址命令幀。對於控製命令（lìng）需求不超過八個的通信係統,采用地址命令幀可壓縮報文（wén）長度提高通信效率。在汙水網絡監控（kòng）係統中,測水流量計和PC機通信的主要目的是將流量計中的有用數據讀到PC機中。這些（xiē）數據包括:總累積流量、正向累積流（liú）量、反向累積流量（liàng）、瞬時流量。通信時,PC機隻需向測水流量計發送讀（dú）總累積（jī）流量（liàng）、讀正（zhèng）向累積流量、讀反向累積流量、讀瞬時流量命令即（jí）可,因此二者間通信所用的地址幀和命令幀可合二為一,用（yòng）一個地址命令幀代替。PC機和測水流量計間的地址命令幀（zhēn）定義如圖.66所示。根據汙水網絡監控係統中PC機（jī）與測水流（liú）量計間通（tōng）信的特殊性,二者通信所使用（yòng）的報文可簡化為圖（tú）.67的（de）格式。

四、通信規（guī）程
采用地址喚醒握手（shǒu）協議後,流量計（jì）和PC機間的（de）通信按照下麵甲乙機間的通（tōng）信規程進行。在通（tōng）信規程（chéng）中,甲機代表網絡中的PC機,乙機代表網絡中的測水流量計。通（tōng）信規（guī）程（chéng）中的3個通信重複計數器及其所對應（yīng）的通信出錯（cuò）信息各不相同,以便於通（tōng）信出錯原因的查找確定。甲機和乙機（jī）間具體通信規程如下（xià）:
甲機:為了得到測水流量計中的有用數據,甲機*先向網絡中（zhōng）發出（chū）與（yǔ）流量計通信地址相關的地址命令幀,以啟動一次數據通信。
乙機:接（jiē）收到與地址有關的幀信息後,乙機將（jiāng）幀信息中的地址與本身所分（fèn）配（pèi）的（de）網絡地址相比較。如果幀信息中的地址與其本身（shēn）的網絡地址一致,乙機建立甲乙機間的鏈（liàn）路連接（jiē）並從幀信息（xī）中讀取（qǔ）命令,然後向（xiàng）甲機發送包含本身地址的地（dì）址幀,進入等待回應信（xìn）號狀態;否則,乙機忽略得到的地址信息,不做任何（hé）反應。
甲機:如（rú）果在發送完地址命（mìng）令幀的1秒內甲機沒有收到地址幀,甲機發送地址命（mìng）令幀重新啟動一次通信。收到乙機發（fā）回的地址幀後,甲機將地址幀中的地址與曾經發出的（de）地址相（xiàng）比較（jiào）。如果地址相同（tóng）,甲機向乙機發送oCC(H11oO11O0)數據幀做為回應信號;否則,甲機重新發送地址命（mìng）令幀（zhēn）。
乙機:發送完地址幀的乙機接到數據幀後,判斷（duàn）數據幀中是否存在n和00的組合連（lián）接（jiē）。如果存在,則表明該信息是（shì）回應信號,乙機按照命（mìng）令要求發送*一個數據（jù）;否（fǒu）則,乙機將該信息忽略,繼續等待甲機的回應信號。
甲機:如果在發送完回應信號的1秒內甲機沒有收到數據幀（zhēn）,甲機發送地址命令幀重新啟動一次通信。當地址命（mìng）令（lìng）幀的重（chóng）發次數已達（dá）到3次仍未得到（dào）數據幀時（shí）,甲機放棄通信（xìn）任務（wù）並（bìng）發出通信出錯信息。收到數據幀後,甲機向（xiàng）網絡（luò）中發送OCCH(11001100)數據幀做（zuò）為回應信號,以（yǐ）通知乙機發送下一（yī）個數據幀信息（xī）。
乙機:發送（sòng）完數據的乙機接到數據幀後,判斷數據幀中是否存在11和（hé）00的組合連（lián）接。如果存在（zài）,則表明該信息是回（huí）應信號,乙機發送下一個數據;否則,乙機將該信息忽略,繼續等待（dài）甲機的回應信（xìn）號。
甲機:如果在發送完回應信號的1秒內甲機沒有收到下一個數據（jù）幀,甲機重（chóng）發回應信號OCCH。當回應信號的重發次（cì）數已達到3次仍未得到數據幀時,甲機放棄本（běn）次通信,然後重新啟（qǐ）動一次讀取該數據的通信。當同一通信重新啟動3次仍不能正常時,甲機放棄通信任務並發出通信出錯信息。
乙機:當（dāng）發送完*後一個數據（jù）幀(校驗和)後,乙機退出甲（jiǎ）乙機的鏈路（lù）連接,結束（shù）一次通信。
甲機:收到（dào）*後一個數據幀(校驗和)後,甲機將已收到數據（jù）累加得到的（de）校驗和同收（shōu）到的校驗和進行比較。如果兩個校驗（yàn）和的數據一致,甲機結束本（běn）次通信;否則,甲機重新啟動一次通信。當（dāng）同一通信重新啟動3次仍得不到正確數據時,甲機放（fàng）棄該通信（xìn）任（rèn）務並發出通信出（chū）錯信息。

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