新普惠自動氣象站通訊協(xié)議

新普惠自動氣象站通訊協(xié)議新普惠自動氣象站通訊協(xié)議V一、協(xié)議特性 1、支持XPH通訊、標準MODBUS通訊兩種格式。 2、支持RS-232、RS-485通訊總線。3、支持19200波特率，特殊版本可達38400. 4、支持最大設(shè)備數(shù)254個。 5、數(shù)據(jù)幀最小間隔100ms以上。 6、使用CRC16數(shù)據(jù)幀錯誤檢查，多項式碼0xA001。二、協(xié)議說明新普惠氣象站支持兩種格式的通訊協(xié)議工作，任一時刻只能使用一種通訊協(xié)議進行通訊。下面分別對兩種通訊協(xié)議進行詳細說明。1、XPH通訊協(xié)議 通訊參數(shù)：波特率9600數(shù)據(jù)位8位無校驗位XPH通訊協(xié)議是效仿標準MODBUS通訊的一個自定義版本，其并不兼容MODBUS通訊協(xié)議。其特點是召喚式工作，氣象站僅作為服務器，使用上位機客戶端進行通訊。氣象站收到正確數(shù)據(jù)幀后，就回復相應的內(nèi)容，無效數(shù)據(jù)幀則不回復任何內(nèi)容。不回復是便于多臺氣象站進行485總線組網(wǎng)，避免數(shù)據(jù)通訊沖突。1）XPH通用幀格式序號內(nèi)容字節(jié)數(shù)說明備注1地址域1氣象站通訊地址唯一2讀寫域1讀(0x03)/寫(0x10)操作碼2選13命令域2命令碼，前1字節(jié)必須為000xx4數(shù)據(jù)長度域2數(shù)據(jù)域長度，不包括本域發(fā)送時可無5數(shù)據(jù)域N數(shù)據(jù)6校驗域2CRC16檢驗碼低前高后2）XPH協(xié)議通訊碼序號命令碼含義類型備注10x00實時環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)通用類型僅讀20x20系統(tǒng)參數(shù)配置通用類型讀寫30x37讀歷史數(shù)據(jù)通用類型僅讀40x38歷史數(shù)據(jù)重讀通用類型僅讀50x61配置登錄GPRS服務器密碼需支持讀寫60x80復位氣象站通用類型僅寫 3)XPH通訊協(xié)議詳細說明 對于每條通訊命令碼，進行收發(fā)過程的詳細描述，假定氣象站的地址為0x01。返回的通道數(shù)據(jù)都以有符號16進制數(shù)表示，如通道1的數(shù)據(jù)（包括實時數(shù)和歷史數(shù)據(jù)）為0x120x34，表示為十進制數(shù)即4660(0x1234)。即數(shù)據(jù)字節(jié)的高位在前，低位在后，此順序不能錯，否則數(shù)據(jù)值將錯誤。 另外，對不不同的傳感器類型，某些通道數(shù)據(jù)值需要表示N位小數(shù)，此時，該通道16位有符號數(shù)擴大10的N次方倍。如通道1表示風速，帶一位小數(shù)，其數(shù)據(jù)為0x000x7B(十進制123)，則實際風速為12.3m/s，即讀取的數(shù)據(jù)擴大了10倍，其他小數(shù)以此類推。傳感器精度參數(shù)詳見說明書。 紅色字：命令碼 綠色字：CRC16校驗碼（低字節(jié)在前，高字節(jié)在后） 藍色字：數(shù)據(jù)(高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，0x7FFF表示無效數(shù)據(jù)) 紫色字：數(shù)據(jù)長度(高字節(jié)在前，低字節(jié)在后)A、讀取實時環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)客戶端發(fā)送：01030000F1D8氣象站返回：(38字節(jié))FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF693F返回數(shù)據(jù)格式說明：序號含義偏移字節(jié)數(shù)說明備注1地址域01地址(0x01)0x012操作碼11僅讀(0x03)0x033數(shù)據(jù)長度域220x000x20高前低后4數(shù)據(jù)域42通道10x7FFF(無效/未接)62通道20x7FFF(無效/未接)82通道30x7FFF(無效/未接)102通道40x7FFF(無效/未接)122通道50x7FFF(無效/未接)142通道60x7FFF(無效/未接)162通道70x7FFF(無效/未接)182通道80x7FFF(無效/未接)202通道90x7FFF(無效/未接)222通道100x7FFF(無效/未接)242通道110x7FFF(無效/未接)262通道120x7FFF(無效/未接)282通道130x7FFF(無效/未接)302通道140x7FFF(無效/未接)322通道150x7FFF(無效/未接)342通道160x7FFF(無效/未接)5校驗域362低前高后0x690x3F16通道對應的配置出廠時定義，根據(jù)需要而定。B、讀取系統(tǒng)參數(shù)配置客戶端發(fā)送：（6個字節(jié)）01030020F000氣象站返回：（14字節(jié)）B081F0B000A010198E0返回數(shù)據(jù)說明：序號含義偏移字節(jié)數(shù)說明備注1地址域01地址(0x01)0x012操作碼11讀(0x03)0x033數(shù)據(jù)長度域220x000x08高前低后4數(shù)據(jù)域31年0B(2011年)41月08(8月)51日1F(31日)61時0B(12點/24小時制)71分00(00分鐘)81存儲間隔10(分鐘)91語言類型0/11-英語/0-中文101設(shè)備地址01(0x01-0xFE)5校驗域112低前高后0x980xE0存儲間隔：即歷史數(shù)據(jù)保存的間隔，單位為：分鐘設(shè)備地址：設(shè)置范圍0-254，0為廣播地址，一般不要隨便使用,主要用于組網(wǎng)或多播；1-254為正常設(shè)備地址，同一總線上必須保證唯一；若無返回數(shù)據(jù)，則說明讀取不成功。C、寫入系統(tǒng)參數(shù)配置客戶端發(fā)送：(17字節(jié))011000200004080B081F0BDD氣象站返回：（8個字節(jié)）C000發(fā)送數(shù)據(jù)說明：序號含義偏移字節(jié)數(shù)說明備注1地址域01地址(0x01)0x012操作碼11寫(0x10)0x103命令碼220x000x20高前低后4寄存器數(shù)量420x000x04高前低后5數(shù)據(jù)長度610x088個數(shù)據(jù)字節(jié)6數(shù)據(jù)域710B0B(2011年)810808(8月)911F1F(31日)1010B0B(12點/24小時制)1110000(00分鐘)12110存儲間隔16(分鐘)131001-英語/0-中文14100保留/地址5校驗域152低前高后0x590xDD寄存器數(shù)量：該域無意義，保留該域為了向前兼容，請盡量使用說明的數(shù)值；數(shù)據(jù)域最后一個字節(jié)，目前為設(shè)備地址設(shè)置，之前的通訊版本選擇為保留，故在之后都要小心設(shè)置。最好是先讀取系統(tǒng)參數(shù)，然后使用讀取的設(shè)備地址填充該字節(jié)。若無返回數(shù)據(jù)，則說明寫入不成功，否則寫入成功。D、讀取歷史數(shù)據(jù)客戶端發(fā)送：（6個字節(jié)）01030037B00E氣象站返回：（1044個字節(jié)）0103040E001CD0~DNCRC16返回數(shù)據(jù)說明：序號含義偏移字節(jié)數(shù)說明備注1地址域01地址(0x01)0x012操作碼11讀(0x03)0x033數(shù)據(jù)長度220x040x0E高前低后4有效數(shù)據(jù)幀數(shù)420x000x1C高前低后5數(shù)據(jù)域61036歷史數(shù)據(jù)包分成N幀6校驗域10422低前高后CRC16低前高后數(shù)據(jù)長度域：為“有效數(shù)據(jù)幀數(shù)”和“數(shù)據(jù)域”兩個域字節(jié)總和。數(shù)據(jù)域：固定大小為1036個字節(jié)，每幀37字節(jié)，故最大有效幀1036/37=28幀。有效數(shù)據(jù)幀數(shù)：由于歷史數(shù)據(jù)包是等長的，該域指示數(shù)據(jù)域中包含的有效幀數(shù)，有效幀從數(shù)據(jù)域的0位置開始，順序往后排列。最大有效幀為28幀。歷史數(shù)據(jù)幀說明：（37字節(jié)）序號偏移字節(jié)數(shù)說明101年(2000年以后的偏移)211月321日431時(24小時制)541分鐘16通道數(shù)據(jù)值52通道172通道292通道3112通道4132通道5152通道6172通道7192通道8212通道9232通道10252通道11272通道12292通道13312通道14332通道15352通道16E、重讀歷史數(shù)據(jù)客戶端發(fā)送：01030038F00A氣象站返回： 返回數(shù)據(jù)與“[D]讀取歷史數(shù)據(jù)”返回數(shù)據(jù)格式相同。說明： 由于遠程數(shù)據(jù)讀取時，且歷史數(shù)據(jù)包比較大，可能會發(fā)生數(shù)據(jù)錯誤。就可能造成讀取的歷史數(shù)據(jù)在傳輸過程中出錯，從而導致某些上位機接口程序誤判讀取歷史數(shù)據(jù)錯誤。而氣象站一旦讀取了歷史數(shù)據(jù)后不能重讀的話，就會造成某包歷史數(shù)據(jù)丟失的現(xiàn)象。重讀歷史數(shù)據(jù)命令用于重復讀取上一次讀取的歷史數(shù)據(jù)，從而解決錯誤丟失歷史問題。F、讀取登錄密碼(該命令需額外支持，默認不支持)客戶端發(fā)送：（8個字節(jié)） 01030061000415d7氣象站返回：（12個字節(jié)）YYYYYYYYCRC16返回數(shù)據(jù)說明：序號含義偏移字節(jié)數(shù)說明備注1地址域01地址(0x01)0x012操作碼11讀(0x03)0x033命令碼220x000x61高前低后4數(shù)據(jù)長度域420x000x04高前低后5數(shù)據(jù)域644位密碼數(shù)據(jù)從左到右6校驗域102低前高后CRC16低前高后數(shù)據(jù)域：4位ASCII碼表示的密碼，每位的范圍0-9，即0x30-0x39。數(shù)據(jù)域0-3字節(jié)對應界面輸入的左-右順序。G、寫入登錄密碼(該命令需額外支持，默認不支持)客戶端發(fā)送：(12字節(jié))YYYYYYYYCRC16氣象站返回：(8個字節(jié))CRC16寫入數(shù)據(jù)說明：數(shù)據(jù)域：4位ASCII碼表示的密碼，每位的范圍0-9，即0x30-0x39。數(shù)據(jù)域0-3字節(jié)對應界面輸入的左-右順序。H、復位氣象站客戶端發(fā)送：（4字節(jié)） 01800180氣象站返回： 無返回2、標準MODBUS通訊協(xié)議通訊參數(shù)：波特率9600數(shù)據(jù)位8位無校驗位氣象站標準MODBUS通訊協(xié)議使用RTU模式。消息幀發(fā)送至少要以3.5個字符時間的停頓間隔開始，即在傳輸完每幀的最后一個字節(jié)，至少需要3.5個字符時間的停頓來標定消息幀的結(jié)束。下一個新的消息幀可在此停頓后開始，整個消息幀必須作為一連續(xù)的流傳輸。 氣象站標準MODBUS通訊協(xié)議僅支持讀功能，不支持配置氣象站寄存器的功能，即不能寫入任何數(shù)據(jù)。其特點有：①氣象站共有16個通道寄存器，對應16個通道的傳感器測量輸出值；②寄存器最小編號固定于0，最大編號固定于15，不可更改；③支持一次讀取單個、多個（寄存器編號必須連續(xù)）寄存器；④每一通道數(shù)據(jù)占2個字節(jié)，高字節(jié)在前，低字節(jié)在后，16位有符號整形值；⑤數(shù)據(jù)小數(shù)位定義，同XPH協(xié)議的小數(shù)定義，即N位小數(shù)，數(shù)據(jù)值擴大10的N次方倍。氣象站標準MODBUS通訊協(xié)議幀外部設(shè)備發(fā)送幀：如0103000000104406序號含義偏移字節(jié)數(shù)說明1設(shè)備地址01設(shè)備唯一標識2操作碼(讀)11固定值0x033寄存器起始編號22讀取的第一個寄存器編號4寄存器結(jié)束編號42讀取的最后個寄存器編號-15CRC16檢驗62低前高后設(shè)備地址：假定為0x01，有效范圍0-254，0為廣播地址。操作碼：固定為0x03，即讀取操作，不支持其他操作。起始編號：范圍0-15，表示要讀取的第一個寄存器編號。結(jié)束編號：范圍1-16，表示讀取最后一個寄存器編號+1，讀取的數(shù)據(jù)不包括本編號的寄存器內(nèi)容，僅作為結(jié)束標記，其值必須保證大于等于“起始編號”。氣象站返回數(shù)據(jù)幀：如0103207FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF7FFF8C45序號含義偏移字節(jié)數(shù)說明1設(shè)備地址01設(shè)備唯一標識2操作碼(讀)11固定值0x033數(shù)據(jù)長度21不含本字節(jié)4數(shù)據(jù)域3N最多32個字節(jié)5CRC16檢驗3+N2低前高后數(shù)據(jù)長度：不含本身，僅表示數(shù)據(jù)域的字節(jié)數(shù)量。最大32，最小0。根據(jù)讀取指令序列的“起始編號”和“結(jié)束編號”來確定。數(shù)據(jù)長度=（結(jié)束編號–起始編號）*2三、附錄1、CRC16校驗碼的計算(1)．預置1個16位的寄存器為十六進制FFFF（即全為1）；稱此寄存器為CRC寄存器；(2)．把第一個8位二進制數(shù)據(jù)（既通訊信息幀的第一個字節(jié)）與16位的CRC寄存器的低8位相異或，把結(jié)果放于CRC寄存器；(3)．把CRC寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位）用0填補最高位，并檢查右移后的移出位；(4)．如果移出位為0：重復第3步（再次右移一位）；如果移出位為1：CRC寄存器與多項式A001（1010000000000001）進行異或；(5)．重復步驟3和4，直到右移8次，這樣整個8位數(shù)據(jù)全部進行了處理；(6)．重復步驟2到步驟5，進行通訊信息幀下一個字節(jié)的處理；(7)．將該通訊信息幀所有字節(jié)按上述步驟計算完成后，得到的16位CRC寄存器的高、低字節(jié)進行交換；(8)．最后得到的CRC寄存器內(nèi)容即為CRC16碼。(注意得到的CRC碼即為低前高后順序)2、通道數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換例如溫度十六進制編碼為“00C3”，換算成二進制為“000000011000011”,其二進制的第一位為“0”,所以它的值為正數(shù)，此時則可以用1中的的方法換算出十進制值“195”,最后將它除以10后得到最終結(jié)果“19.5”。又例如溫度十六進制編碼為“FF