插入式電磁流量計和計算機間的通信協議分析介紹
點擊次數：2208 發布時間：2021-01-01 13:18:16
插（chā）入式電磁流量計通過串行RS一485標（biāo）準總線與站內（nèi）PC機連接。在進行數據（jù）傳輸時,站內PC機先發出（chū）地址幀對指定（dìng）的節點設備尋址,在得到確認之後向選（xuǎn）中的節點設備發送命令及參數,或者接收節點設備采（cǎi）集的數據（jù）。為了滿足簡單（dān）實用的要求,根據RS一485數（shù）據總線通信的特點可以將節點的插入式電磁流量計和（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、物理層
插入式電（diàn）磁（cí）流量計等節點設備和站（zhàn）內PC機之間的（de）通信（xìn）符（fú）合RS一485電氣規範。采用平衡式差分長線驅動,半（bàn）雙工。通信（xìn）介質采用雙絞線或同軸電纜。
二、數據鏈路層
插入式電磁流量計（jì）等節點設備（bèi）和站內PC機間的通信采用異步串行通訊控製規程,並采用地址位喚醒握手協議。因此在協議中規定了傳地址和傳數據兩種不同的幀格式,如圖.64所示。地址幀和數據幀由11位構成,幀格（gé）式（shì）為l位起始位,l位停止位,8位數據位,1位*9位。我們將*9位設定為“地址/數據指示位（wèi）”,用來區分所發送/接受（shòu）的幀信息是地址幀還是數據幀。*9位為1,表示PC機發送/接受的是“地址（zhǐ）幀”*9位為O,表（biǎo）示主機發送/接受的是“數據幀”。命令幀與校驗（yàn）和的發送格式與數據幀相（xiàng）同,因此（cǐ）可由數據幀演化得到。
三、報文層
在插入式電磁流量計等節點設備和C機通信的過程中,由地址幀、命令幀、數據幀、校驗（yàn）和可組成（chéng）各種功能不同的報（bào）文。由於采用主從工作方式來實現通信（xìn）,插入式電磁流量計等（děng）節點設備僅能接（jiē）收並執行PC機（jī）發（fā）送來的控製命令,而不（bú）能發（fā）送命令給（gěi）PC機。因此,由PC機發往（wǎng）流量計等節點設備的報文一般（bān）包括一個地址幀（zhēn）,一個命令幀,若幹個數據幀和一（yī）個校驗和,其報文（wén）格式圖.6a5所示;而由流量計等（děng）節點（diǎn）設備發往PC機的報文（wén）一般包括（kuò）一個地址幀,若幹個數（shù）據幀和一個校驗和,其報文格式如（rú）圖（tú）6.5b所示。
由於RS一485電氣標準規定每（měi）段隻能聯結犯個節點設備,因此可用地址（zhǐ）幀中五個二進製位表示這32個（gè）地址,其餘3位用來表示（shì）命令,從而構成地址命令幀。對於控製命令需求不超過（guò）八個的通信係統,采用地址命令幀可壓（yā）縮報文長度提高通信效率。在汙水網絡監控係統中,插入式電磁流量計和（hé）PC機通信的主要目的（de）是將流量計中的有（yǒu）用數據讀（dú）到PC機中。這些數據（jù）包括:總累積流量、正向（xiàng）累積流量、反（fǎn）向累積流量、瞬時流量。通信時,PC機隻需向（xiàng）插入式電磁流量計發送讀總累（lèi）積流（liú）量、讀正向累積流量、讀反向累積流量、讀瞬時流量命令即（jí）可,因此二者（zhě）間通信所用的地址幀和命令幀可合二為一,用一個地址命令幀代替（tì）。PC機和插入式電磁流量計間的地址命令幀定義如圖.66所示（shì）。根據汙水網絡監控係統（tǒng）中PC機（jī）與插入式電磁流量計間通信的特（tè）殊性,二者通信所使用的報文可簡化為（wéi）圖.67的格式。
四、通信規程
采用地址喚醒握手協議後,流量計和PC機間的通信按（àn）照下麵甲乙機間的通信規（guī）程進行。在通信規程中,甲機代表網絡中的（de）PC機,乙機代表網絡中的（de）插（chā）入式電磁流量計。通信規程中（zhōng）的（de）3個通信（xìn）重複（fù）計數器及其所對應的（de）通信出錯信息各不相同,以便於通信出錯原因的查（chá）找確定。甲機和乙機間具體通信規程如下（xià）:
甲機:為了得到插（chā）入（rù）式（shì）電磁流量計中的有用數據,甲機（jī）*先向網絡（luò）中發出與流（liú）量計通信地址相（xiàng）關的（de）地址命令（lìng）幀,以啟（qǐ）動一次數據通信。
乙機:接收到與地址有關的幀信息後,乙機將幀信（xìn）息中的地址與本身（shēn）所分配的網絡地址相比較。如果幀信（xìn）息中的地址（zhǐ）與其本身的網絡地址（zhǐ）一致,乙機建立甲（jiǎ）乙（yǐ）機間的（de）鏈路連接並（bìng）從幀信息中讀取命令,然後向甲機發送（sòng）包含本身地址的地址幀,進入等（děng）待回應信號狀態;否則,乙機忽（hū）略得到的地址信息,不（bú）做任何反（fǎn）應。
甲機:如果在發送完地址命令幀的1秒內甲機沒有收到地址幀（zhēn）,甲（jiǎ）機（jī）發送地址命令幀重新啟動一（yī）次通信。收到乙機發回的地址幀後（hòu）,甲機將地址幀中的地址與曾經發（fā）出的地（dì）址相比較。如果地址相同,甲機向乙機發送oCC(H11oO11O0)數據幀做為回應信號;否（fǒu）則,甲機重新發送地址命令幀。
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的組合連接。如果存在,則（zé）表明該信息是回（huí）應信號（hào）,乙機按照命令要求發送*一個數據（jù）;否則,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（huí）應信號的1秒內甲（jiǎ）機沒有收到數據幀,甲機發送地址命令（lìng）幀重新啟動一次通信。當（dāng）地址命令幀的重發次（cì）數已達到3次仍未得到數據幀時,甲（jiǎ）機（jī）放棄（qì）通信任務並（bìng）發出（chū）通信出錯信（xìn）息。收到數據幀（zhēn）後,甲機向網絡中發送OCCH(11001100)數據幀做為回（huí）應信號（hào）,以通知乙機發送下一個數據幀信息。
乙機（jī）:發送完數據的乙機接到數據幀後,判斷數據幀中是否存在11和00的組合連接。如果存在（zài）,則（zé）表明該信息是回應信號,乙機發送下一（yī）個數據;否則（zé）,乙機將該信息忽略,繼續等待甲機（jī）的回應信號。
甲機（jī）:如（rú）果在發送完回應信號的（de）1秒內甲機沒有收到下一個數據幀,甲（jiǎ）機重（chóng）發回應信號OCCH。當回應信號的重發次數已達到3次仍未得（dé）到數據幀時,甲機放棄本次通信,然後重新啟動（dòng）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（bìng）發出通信出錯信息。
乙機:當發送完（wán）*後一個數據幀（zhēn）(校驗和)後,乙機退出甲乙機的鏈路（lù）連接（jiē）,結束一（yī）次通（tōng）信。
甲機:收到*後（hòu）一個數據幀(校驗（yàn）和)後,甲機將已收（shōu）到數據累加得到的校驗和同收到的校驗和進行比較（jiào）。如果兩個校（xiào）驗和（hé）的數據一致,甲機結束本次通信;否則,甲機重新啟動一次通信。當同一通信重新啟動3次仍得不到正確數（shù）據（jù）時,甲機放棄該通信任務並（bìng）發出通信出錯信息。
一、物理層
插入式電（diàn）磁（cí）流量計等節點設備和站（zhàn）內PC機之間的（de）通信（xìn）符（fú）合RS一485電氣規範。采用平衡式差分長線驅動,半（bàn）雙工。通信（xìn）介質采用雙絞線或同軸電纜。
二、數據鏈路層
插入式電磁流量計（jì）等節點設備（bèi）和站內PC機間的通信采用異步串行通訊控製規程,並采用地址位喚醒握手協議。因此在協議中規定了傳地址和傳數據兩種不同的幀格式,如圖.64所示。地址幀和數據幀由11位構成,幀格（gé）式（shì）為l位起始位,l位停止位,8位數據位,1位*9位。我們將*9位設定為“地址/數據指示位（wèi）”,用來區分所發送/接受（shòu）的幀信息是地址幀還是數據幀。*9位為1,表示PC機發送/接受的是“地址（zhǐ）幀”*9位為O,表（biǎo）示主機發送/接受的是“數據幀”。命令幀與校驗（yàn）和的發送格式與數據幀相（xiàng）同,因此（cǐ）可由數據幀演化得到。
三、報文層
在插入式電磁流量計等節點設備和C機通信的過程中,由地址幀、命令幀、數據幀、校驗（yàn）和可組成（chéng）各種功能不同的報（bào）文。由於采用主從工作方式來實現通信（xìn）,插入式電磁流量計等（děng）節點設備僅能接（jiē）收並執行PC機（jī）發（fā）送來的控製命令,而不（bú）能發（fā）送命令給（gěi）PC機。因此,由PC機發往（wǎng）流量計等節點設備的報文一般（bān）包括一個地址幀（zhēn）,一個命令幀,若幹個數據幀和一（yī）個校驗和,其報文（wén）格式圖.6a5所示;而由流量計等（děng）節點（diǎn）設備發往PC機的報文（wén）一般包括（kuò）一個地址幀,若幹個數（shù）據幀和一個校驗和,其報文格式如（rú）圖（tú）6.5b所示。
由於RS一485電氣標準規定每（měi）段隻能聯結犯個節點設備,因此可用地址（zhǐ）幀中五個二進製位表示這32個（gè）地址,其餘3位用來表示（shì）命令,從而構成地址命令幀。對於控製命令需求不超過（guò）八個的通信係統,采用地址命令幀可壓（yā）縮報文長度提高通信效率。在汙水網絡監控係統中,插入式電磁流量計和（hé）PC機通信的主要目的（de）是將流量計中的有（yǒu）用數據讀（dú）到PC機中。這些數據（jù）包括:總累積流量、正向（xiàng）累積流量、反（fǎn）向累積流量、瞬時流量。通信時,PC機隻需向（xiàng）插入式電磁流量計發送讀總累（lèi）積流（liú）量、讀正向累積流量、讀反向累積流量、讀瞬時流量命令即（jí）可,因此二者（zhě）間通信所用的地址幀和命令幀可合二為一,用一個地址命令幀代替（tì）。PC機和插入式電磁流量計間的地址命令幀定義如圖.66所示（shì）。根據汙水網絡監控係統（tǒng）中PC機（jī）與插入式電磁流量計間通信的特（tè）殊性,二者通信所使用的報文可簡化為（wéi）圖.67的格式。
四、通信規程
采用地址喚醒握手協議後,流量計和PC機間的通信按（àn）照下麵甲乙機間的通信規（guī）程進行。在通信規程中,甲機代表網絡中的（de）PC機,乙機代表網絡中的（de）插（chā）入式電磁流量計。通信規程中（zhōng）的（de）3個通信（xìn）重複（fù）計數器及其所對應的（de）通信出錯信息各不相同,以便於通信出錯原因的查（chá）找確定。甲機和乙機間具體通信規程如下（xià）:
甲機:為了得到插（chā）入（rù）式（shì）電磁流量計中的有用數據,甲機（jī）*先向網絡（luò）中發出與流（liú）量計通信地址相（xiàng）關的（de）地址命令（lìng）幀,以啟（qǐ）動一次數據通信。
乙機:接收到與地址有關的幀信息後,乙機將幀信（xìn）息中的地址與本身（shēn）所分配的網絡地址相比較。如果幀信（xìn）息中的地址（zhǐ）與其本身的網絡地址（zhǐ）一致,乙機建立甲（jiǎ）乙（yǐ）機間的（de）鏈路連接並（bìng）從幀信息中讀取命令,然後向甲機發送（sòng）包含本身地址的地址幀,進入等（děng）待回應信號狀態;否則,乙機忽（hū）略得到的地址信息,不（bú）做任何反（fǎn）應。
甲機:如果在發送完地址命令幀的1秒內甲機沒有收到地址幀（zhēn）,甲（jiǎ）機（jī）發送地址命令幀重新啟動一（yī）次通信。收到乙機發回的地址幀後（hòu）,甲機將地址幀中的地址與曾經發（fā）出的地（dì）址相比較。如果地址相同,甲機向乙機發送oCC(H11oO11O0)數據幀做為回應信號;否（fǒu）則,甲機重新發送地址命令幀。
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的組合連接。如果存在,則（zé）表明該信息是回（huí）應信號（hào）,乙機按照命令要求發送*一個數據（jù）;否則,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（huí）應信號的1秒內甲（jiǎ）機沒有收到數據幀,甲機發送地址命令（lìng）幀重新啟動一次通信。當（dāng）地址命令幀的重發次（cì）數已達到3次仍未得到數據幀時,甲（jiǎ）機（jī）放棄（qì）通信任務並（bìng）發出（chū）通信出錯信（xìn）息。收到數據幀（zhēn）後,甲機向網絡中發送OCCH(11001100)數據幀做為回（huí）應信號（hào）,以通知乙機發送下一個數據幀信息。
乙機（jī）:發送完數據的乙機接到數據幀後,判斷數據幀中是否存在11和00的組合連接。如果存在（zài）,則（zé）表明該信息是回應信號,乙機發送下一（yī）個數據;否則（zé）,乙機將該信息忽略,繼續等待甲機（jī）的回應信號。
甲機（jī）:如（rú）果在發送完回應信號的（de）1秒內甲機沒有收到下一個數據幀,甲（jiǎ）機重（chóng）發回應信號OCCH。當回應信號的重發次數已達到3次仍未得（dé）到數據幀時,甲機放棄本次通信,然後重新啟動（dòng）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（bìng）發出通信出錯信息。
乙機:當發送完（wán）*後一個數據幀（zhēn）(校驗和)後,乙機退出甲乙機的鏈路（lù）連接（jiē）,結束一（yī）次通（tōng）信。
甲機:收到*後（hòu）一個數據幀(校驗（yàn）和)後,甲機將已收（shōu）到數據累加得到的校驗和同收到的校驗和進行比較（jiào）。如果兩個校（xiào）驗和（hé）的數據一致,甲機結束本次通信;否則,甲機重新啟動一次通信。當同一通信重新啟動3次仍得不到正確數（shù）據（jù）時,甲機放棄該通信任務並（bìng）發出通信出錯信息。