通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

1、編號(hào):密級(jí)： 內(nèi)部頁數(shù)：基于RS485接口的DGL通信協(xié)議修改編寫:校對(duì)：北京華美特科貿(mào)二OO二年十二月六日1. 前言在常見的數(shù)字式磁致伸縮液位計(jì)中， 多采用RS485通信方式。但RS485標(biāo)準(zhǔn)僅對(duì)物理層 接口進(jìn)行了明確定義，并沒有制定通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。因此，在RS485的根底上，派生出很多不同的協(xié)議，不同公司均可根據(jù)自身需要設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況的通信協(xié)議。并且，RS485允許單總線多機(jī)通信，如果通信協(xié)議設(shè)計(jì)不好，就會(huì)造成相互干擾和總線閉鎖等現(xiàn)象。如果在一條 總線上掛接不同類型的產(chǎn)品，由于協(xié)議不一樣，很容易造成誤觸發(fā)，造成總線阻塞，使得不 同產(chǎn)品對(duì)總線的兼容性很差。隨著RS485的開展，Modicon

2、公司提出的MODBU協(xié)議逐步得到廣泛認(rèn)可，已在工業(yè)領(lǐng) 域得到廣泛應(yīng)用。而MODBUS協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)比擬煩瑣，并且每字節(jié)數(shù)據(jù)僅用低4位范圍：015, 在信息量相同時(shí)，對(duì)總線占用時(shí)間較長(zhǎng)。DGL 協(xié)議是根據(jù)以上問題提出的一種通信協(xié)議。在制定該協(xié)議時(shí)已充分考慮以下幾點(diǎn)要求：a. 兼容于MODBUS也就是說，符合該協(xié)議的從機(jī)均可掛接到同一總線上。b. 要適應(yīng)大數(shù)據(jù)量的通信。如：滿足產(chǎn)品在線程序更新的需要未來功能。c. 數(shù)據(jù)傳輸需穩(wěn)定可靠。對(duì)不確定因素應(yīng)參加必要的冗錯(cuò)措施。d. 降低總線的占用率，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐〞场?. 協(xié)議描述為了兼容其它協(xié)議，現(xiàn)做以下定義：通信數(shù)據(jù)均用1字節(jié)的16進(jìn)制數(shù)表示。從機(jī)的地址范

3、圍為：0x800xFD,即：MSB=1 命令和數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍均應(yīng)控制在 00x7F之間。即: MSB=0以區(qū)別地址和其它數(shù)據(jù)。液位計(jì)的編碼地址為：0x820x9F。其初始地址出廠默認(rèn)值為：0x81。罐旁表的編織地址為：0xA20xBF其初始地址出廠默認(rèn)值為：0xA1。其它地址用于連接其它類型的設(shè)備，也可用于液位計(jì)、罐區(qū)表地址不夠時(shí)的擴(kuò)充。液位計(jì)的命令范圍為：0x010x2F,共47條，將分別用于參數(shù)設(shè)定、實(shí)時(shí)測(cè)量、診 斷測(cè)試、在線編程等。通信的根本參數(shù)為：4800波特率，1個(gè)起始位，1個(gè)結(jié)束位。字節(jié)校驗(yàn)為 奇校驗(yàn)。 本協(xié)議的數(shù)據(jù)包是參照 MODBUS RTS信格式編寫，并對(duì)其進(jìn)行了局部修改，以

4、提高數(shù) 據(jù)傳輸?shù)乃俣取Ａ硗?，還局部參照了 HART協(xié)議。其具體格式如下：ADDRESSCOMMANDByte CountDATACheck SUM地址命令r字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)校驗(yàn)和1 Byte1 Byte=n, 1Byten Byte1 Byte809F012F001007F07F表中，數(shù)據(jù)的最大字節(jié)數(shù)為16個(gè)。也就是說，整個(gè)數(shù)據(jù)包最長(zhǎng)為 20個(gè)字節(jié)?！靶ｒ?yàn)和是其前面所有數(shù)據(jù)異或得到的數(shù)值，然后將該數(shù)值MSB位清零，使其滿足07F的要求。在驗(yàn)證接收數(shù)據(jù)包的“校驗(yàn)和是否正確時(shí)，可將所有接收數(shù)據(jù) 包括“校驗(yàn) 和進(jìn)行異或操作，得到的數(shù)據(jù)應(yīng)二0x80。這是因?yàn)?，只有“地址?MSB=1所以異或 結(jié)果的MSB也

5、必然等于1。本協(xié)議不支持MODBU中所規(guī)定的播送模式。3時(shí)序安排在上電后，液位計(jì)將先延遲10秒，等待電源穩(wěn)定。然后，用 5秒的時(shí)間進(jìn)行自檢和測(cè) 試數(shù)據(jù)。接著產(chǎn)品進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)并翻開 RS485通信接口，等待主機(jī)的請(qǐng)求。因此，主機(jī)應(yīng)在 液位計(jì)上電20秒后，再將液位計(jì)置為工作狀態(tài)，進(jìn)行測(cè)量操作。液位控制器HMT-900或H-1000主要用于液位計(jì)的供電和防爆平安隔離。主機(jī)可通過RTS信號(hào)控制HMT-900或H-1000供應(yīng)液位計(jì)的電源。當(dāng) RTS有效時(shí)，電源將被翻開。因 此，液位計(jì)的電源是可以通過主機(jī)軟件控制的。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，主機(jī)軟件的工作時(shí)序一般應(yīng)遵循以下幾個(gè)步驟。1在開主機(jī)前，并認(rèn)真檢查各相關(guān)設(shè)

6、備的電源和電纜連接情況。2在啟動(dòng)主機(jī)軟件時(shí)，翻開相應(yīng)串行端口。使能RTS言號(hào)，給液位計(jì)上電。3軟件初始化操作，延遲 20秒。4讀液位計(jì)的相應(yīng)參數(shù)，然后將液位計(jì)置為工作狀態(tài)。5此時(shí)，主機(jī)可進(jìn)入正常的輪訓(xùn)、記錄、顯示、報(bào)警等工作。主機(jī)軟件的主要工作是通過RS485總線和各個(gè)液位計(jì)進(jìn)行DGI格式的數(shù)據(jù)包通信。因此， 通信時(shí)序安排的好壞顯得很重要。在本協(xié)議中，主機(jī)只能有 1 個(gè)，并完全控制總線，任何從 機(jī)在沒有主機(jī)請(qǐng)求時(shí)，必需保持接收狀態(tài)。在設(shè)計(jì)從機(jī)電路時(shí)，應(yīng)保證從機(jī)在上電時(shí)不能出 現(xiàn)對(duì)總線的占用 發(fā)送狀態(tài) ，哪怕是很短的時(shí)間。以免增加系統(tǒng)功耗，影響其“本質(zhì)平安 性能。雖然主機(jī)控制著總線，但在總線空閑

7、狀態(tài)，主機(jī)也應(yīng)處于接收狀態(tài)。只有在向指定的從 機(jī)發(fā)送請(qǐng)求數(shù)據(jù)包時(shí)，才進(jìn)入發(fā)送狀態(tài)。主機(jī)的發(fā)送接收狀態(tài)切換由其串口的 DTR信號(hào)控制， 可稱為MDTR同樣，從機(jī)也有一個(gè)控制信號(hào)，稱為SDTR當(dāng)主機(jī)DTR無效轉(zhuǎn)換成TTL電平， MDTR高電平時(shí)，端口處于發(fā)送狀態(tài)。當(dāng)DTF有效MDTF為低電平時(shí)，端口處于接收狀態(tài)。 據(jù)此，可繪制出數(shù)據(jù)包傳輸?shù)臅r(shí)序圖如下：在T1時(shí)刻，主機(jī)將MDTRt為高電平DTR無效，準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù)。T2時(shí)刻，主機(jī)發(fā)送“請(qǐng) 求數(shù)據(jù)包。當(dāng)數(shù)據(jù)包發(fā)送完成T3時(shí)刻后，隨即要將MDTR®為低電平T4時(shí)刻，釋放總 線，等待接收“應(yīng)答數(shù)據(jù)包 。在相應(yīng)從機(jī) 液位計(jì)接收到正確的“請(qǐng)求數(shù)據(jù)包后

8、，就開始準(zhǔn)備“應(yīng)答數(shù)據(jù)包 。經(jīng) 延時(shí)，在T5時(shí)刻，從機(jī)將SDTRS為高電平，控制總線。然后，在 T6時(shí)刻發(fā)送數(shù)據(jù)包。發(fā) 送完成T7時(shí)刻后，隨即將SDTRS為低電平，釋放總線。這樣一次數(shù)據(jù)包通信就完成了。對(duì)以上各時(shí)刻 的時(shí)序要求可以描述為：T2-T仁, T3-T2=1060ms, T4-T3=1, T5-T3=818ms, T6-T5=, T7-T6=1060ms, T8-T7=1 。一次通信的最長(zhǎng)時(shí)間將控制在 160ms 以內(nèi)。兩次數(shù)據(jù)包通信的間隔應(yīng)?20ms根據(jù)以上描述和規(guī)定， 我們就可以精確地進(jìn)行主機(jī)和從機(jī)的通信控制。 并根據(jù)可能出現(xiàn) 的各種通信錯(cuò)誤和故障，進(jìn)行冗錯(cuò)設(shè)計(jì)。4. 命令定義命令

9、 0x01 通信協(xié)議識(shí)別碼請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte應(yīng)答數(shù)據(jù)： 3byte字符串“ DGL 44,47,4C命令 0x02 地址更改請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 1byte NewAdr-0x80應(yīng)答數(shù)據(jù)： 1byte NewAdr-0x80 注：應(yīng)答數(shù)據(jù)中仍保存為原來地址不變命令 0x03, 0x4 保存命令 0x05 讀廠家名請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte應(yīng)答數(shù)據(jù)： 10byte 字符串“ ALMRT Ltd.命令 0x06 讀產(chǎn)品類型請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte 無應(yīng)答數(shù)據(jù)： 8byte DT07 浮子數(shù) 溫度測(cè)點(diǎn) 外管類型 測(cè)桿材料 安裝形式 防爆類型 x x命令 0x07 讀產(chǎn)品桿長(zhǎng)請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte 無應(yīng)答數(shù)據(jù)：

10、 2byte DT0 ，DT1基數(shù)：2mm 范圍：w 20m GL= (DT1*128+DT0)*2mm命令 0x08 讀溫度測(cè)點(diǎn)位置請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte應(yīng)答數(shù)據(jù)： 5byte DT04 對(duì)應(yīng)于 VT15 位置相對(duì)桿長(zhǎng)的百分?jǐn)?shù)( 099) 命令 0x09 讀產(chǎn)品序列號(hào)請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte 無應(yīng)答數(shù)據(jù)：4byte具體待定，存于 MCU EEPROM。命令 0x0A 讀電路和程序的版本號(hào)請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte應(yīng)答數(shù)據(jù)： 2byte DT0 電路版本 ， DT1 程序版本命令 0x0B 讀零點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte 應(yīng)答數(shù)據(jù)： 8byte DT07 Level1Zero=(DT2*1

11、28+DT1)*128+DT0)* DT3<>0,數(shù)據(jù)求反Level2Zero=(DT6*128+DT5)*128+DT4)* DT7<>0,數(shù)據(jù)求反命令 0x0F 設(shè)置產(chǎn)品工作狀態(tài)請(qǐng)求數(shù)據(jù)：1byte DT0=0，產(chǎn)品工作；DT0<>0,產(chǎn)品待機(jī)； 應(yīng)答數(shù)據(jù)： 1byte 和請(qǐng)求數(shù)據(jù)相同。命令 0x10 讀液位 1(Level1 ，油面)數(shù)據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte應(yīng)答數(shù)據(jù)： 3byte DT0, DT1, DT2 分辨率：，范圍： 30mm20m(0x1E8480, DT2=7A, DT1=09, DT0=0) 。當(dāng)DT2=DT1=DT=0寸，液位下溢出；

12、當(dāng) DT2=DT1=DT=7時(shí)，液位上溢出；Level1=(DT2*128+DT1)*128+DT0)*命令 0x11 讀液位 2(Level2 ，界面)數(shù)據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte 應(yīng)答數(shù)據(jù)： 3byte DT0, DT1, DT2Level2=(DT2*128+DT1)*128+DT0)*命令 0x12 讀兩個(gè)液位數(shù)據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte 應(yīng)答數(shù)據(jù)： 6byte DT0, DT1, DT2, DT3, DT4, DT5Level1=(DT2*128+DT1)*128+DT0)*Level2=(DT5*128+DT4)*128+DT3)*建議：如需讀液面 2 的數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)采用該命令。這樣，可

13、同時(shí)得到液位 1 的值，提 高了通信速度。命令 0x130x14 保存命令 0x15 讀各測(cè)桿測(cè)點(diǎn)溫度 只有一個(gè)溫度測(cè)點(diǎn) 請(qǐng)求數(shù)據(jù)： 0byte 應(yīng)答數(shù)據(jù)： 10byte DT09分辨率刻度：KD=C 2人-6, 范圍：-56130 °CVT1=DT1*128+DT0*KD-56 , VT2=DT3*128+DT2 *KD-56 ,命令 0x16 保存從以上協(xié)議可知，每個(gè)通信數(shù)據(jù)都用IByte的16進(jìn)制數(shù)表示，數(shù)據(jù)包中的地址ADDRESS 字段長(zhǎng)度為 1Byte,當(dāng)HT-1000主機(jī)向uPSD3200從機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)據(jù)包中的地址 ADDRESS字段中MS腕為1,因?yàn)榇藭r(shí)數(shù)據(jù)包要到達(dá)

14、的地址是從機(jī)，從機(jī)的地址范圍為： 0x800xFD,即：MSB=1主機(jī)HT-1000沒有地址也許理論上應(yīng)該有，主從機(jī)通信過程 是這樣的：主機(jī)不斷發(fā)出 4 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)包地址，命令，字節(jié)數(shù)，校驗(yàn)和去查詢從機(jī)的 測(cè)量情況，其中字節(jié)數(shù)為 0，那么沒有數(shù)據(jù)字節(jié)，只需 4個(gè)字節(jié)就可構(gòu)成一個(gè)數(shù)據(jù)包。如下：81 16 00 1788 16 00 1E84 16 00 1287 16 00 118F 16 00 19以上 5 個(gè)數(shù)據(jù)包就是主機(jī)發(fā)往從機(jī)的數(shù)據(jù)包，第一個(gè)字節(jié)是地址，共有 5 個(gè)地址，即發(fā) 往 5 個(gè)從機(jī)，每發(fā)一個(gè)數(shù)據(jù)包，主時(shí)機(jī)等待從機(jī)的回應(yīng)，然后再發(fā)下一個(gè)數(shù)據(jù)包，如果等待 超時(shí)，那么認(rèn)為通信錯(cuò)誤H

15、T-1000上會(huì)顯示XX號(hào)罐通信錯(cuò)誤。假設(shè)有回應(yīng)，那么主機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù) 處理，在友好的人機(jī)界面上顯示相關(guān)測(cè)量信息。第二個(gè)字節(jié) 16 是命令字， 1 6的具體含義可 查詢具體命令字信息。第三個(gè) 00 代表數(shù)據(jù)位是零個(gè)，第四個(gè)字節(jié)是校驗(yàn)和。 這里設(shè)計(jì)協(xié)議 的原那么是盡可能是通信的字節(jié)數(shù)變少， 減少信息在傳輸過程中的喪失， 當(dāng)然也要考慮擴(kuò)展性 一個(gè)回應(yīng)的數(shù)據(jù)包如下：88 16 08 69 7F 05 7A 3A 02 23 27 43共 12 個(gè)字節(jié)，再根據(jù)字段分一下：88 16 08 69 7F 05 7A 3A 02 23 27 43第一個(gè)字節(jié) 88是從機(jī)的地址，由于主機(jī)采用“發(fā)送 - 等待回應(yīng)方式

16、來和從機(jī)通信， 并且目前只有一個(gè)主機(jī)，因此，從機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)包中的地址不必是主機(jī)地址除非有多個(gè)主 機(jī)，在理解協(xié)議數(shù)據(jù)包時(shí)，數(shù)據(jù)包中的地址字段應(yīng)當(dāng)是發(fā)往目的地的地址，但事實(shí)上從機(jī)回 應(yīng)數(shù)據(jù)包中的地址是本身的地址，不是目的地主機(jī)的地址 ，只需標(biāo)明自身的地址即可，相 當(dāng)于“這里是XX號(hào)從機(jī)在答復(fù)-。第二個(gè)字節(jié)16是命令字。第三個(gè)字節(jié)08表示數(shù)據(jù)段 有 8 個(gè)字節(jié)，接下來的 8 個(gè)字節(jié)是數(shù)據(jù)信息，前三個(gè)字節(jié) 69 7F 05 是油位測(cè)量值 69 是數(shù) 據(jù)的最低數(shù)值， 7F 是次低的數(shù)值， 05是數(shù)據(jù)的高位數(shù)值 ，接著三個(gè)字節(jié) 7A 3A 02 是水位 測(cè)量值，數(shù)據(jù)信息最后兩個(gè)字節(jié) 23 27 是溫度測(cè)量

17、值，最后一個(gè)字節(jié) 43是校驗(yàn)和。0x16是DGL協(xié)議里的一條命令，表示取得探棒的油位，水位和溫度。在DGL協(xié)議里是這么定義的：<START> <COMM><NUM><DATA>其中：START起始字節(jié)，長(zhǎng)度為1COMM命令字節(jié)：長(zhǎng)度為1DATA數(shù)據(jù)，具體含義在每個(gè)命令中都有詳細(xì)定義P：校驗(yàn)位命令 0x17 讀實(shí)時(shí)電路參數(shù) 保存 請(qǐng)求數(shù)據(jù)：Ibyte ; 0電子倉溫度，1 VCC電壓，2工作狀態(tài)應(yīng)答數(shù)據(jù)： 2byte命令 0x180x1F 保存命令 0x200x2F 對(duì)外保存，用于參數(shù)設(shè)置、產(chǎn)品測(cè)試、程序更新等功能。5. 補(bǔ)充說明上述關(guān)于DGL協(xié)議的規(guī)定可保證它和 MODBU協(xié)議的兼容性。但不保證當(dāng)這兩種協(xié)議的 設(shè)備掛接到同一總線上時(shí)，采用 MODBU協(xié)議的設(shè)備之間不會(huì)發(fā)生沖突。也不保證和以下設(shè) 備的兼容性：其它協(xié)議的