通訊協(xié)議解析基礎(chǔ)知識.ppt

1、通訊協(xié)議解析基礎(chǔ)知識,2015.02,a,2,一、數(shù)字信息的基本概念 二、數(shù)字通訊的基本形式 三、串行通訊的字符 四、幀和主-從結(jié)構(gòu) 五、通訊協(xié)議中的編碼方法 六、Modbus通訊協(xié)議 七、CJ/T 188通訊協(xié)議 八、GB/T 26831通訊協(xié)議,a,3,一、數(shù)字信息的基本概念 二級制位（比特，bit）：數(shù)字信息的最小單位。 一個bit的值有兩種可能：0或者1。 字節(jié)（Byte）：1Byte = 8bit 例如00000000、11111111、01010101 數(shù)字信息由諸多Byte組成，進而由諸多bit組成。,a,4,例如“你好”可以按GB2312標準編碼為如下數(shù)字信息： 1100010

2、0 11100011 10111010 11000011 這條數(shù)字信息由4個字節(jié)組成，并由32個位組成。,a,5,二、數(shù)字通訊的基本形式 串行通訊 在一條數(shù)據(jù)通道上，一位一位地依次傳輸字節(jié)的各個位。 例如串行傳輸“你好”，則 11000100111000111011101011000011,a,6,并行通訊 在多條數(shù)據(jù)通道上，一并傳輸字節(jié)的各個位。 例如并行傳輸“你好”，則 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1,a,7,儀表所使用的RS-485、M-bus通訊接口，均屬于串行通訊接口。 串行通訊更適合于遠

3、距離通訊，其線間串擾小，信號完整性優(yōu)于并行通訊。,a,8,三、串行通訊的字符 在串行通訊中，數(shù)字信息的基本單元是“字符”。 一個“字符”包含以下內(nèi)容： 開始位（1位） 數(shù)據(jù)位（8位，即1字節(jié)） 校驗位（0位或1位） 停止位（1位） 一個“字符”由10位或11位組成，1字節(jié)數(shù)據(jù)包括在字符中。,a,9,當然，也有7位數(shù)據(jù)位、2位停止位、附加1位地址位的情況。 在通訊解析時，開始位、檢驗位、停止位等是隱藏的，只有數(shù)據(jù)字節(jié)對我們是可見的。 注意，和波特率一樣，校驗位（無校驗/奇校驗/偶校驗）作為一項通訊參數(shù)，在采集設(shè)備上的設(shè)定必須和儀表保持一致。,a,10,四、幀和主-從結(jié)構(gòu) 幀：由若干字節(jié)組成，能表

4、達一組完整的信息。 目前在儀表上應(yīng)用的通訊協(xié)議，基本均采用主-從結(jié)構(gòu)。即采集設(shè)備發(fā)出命令幀，儀表返回數(shù)據(jù)幀。 通訊協(xié)議的主要內(nèi)容就是對命令幀和數(shù)據(jù)幀的幀結(jié)構(gòu)作出說明。,采集設(shè)備,儀表,命令幀,數(shù)據(jù)幀,a,11,五、通訊協(xié)議中的編碼方法 在通訊協(xié)議中，字節(jié)是以十六進制數(shù)表示的。即“xxH”的形式，H表示該數(shù)為十六進制。 十六進制和十進制的轉(zhuǎn)換（例如地址轉(zhuǎn)換） 1) 手算轉(zhuǎn)換 2) 計算器軟件轉(zhuǎn)換,a,12,BCD碼 BCD碼有多種，我們采用的是8421碼。 8421碼：用十六進制的表面形式，表達一個十進制數(shù)。 例如 12345678H 12345678（十進制） 12345678H = 3054

5、19896（十進制） 對8421碼，以十六進制觀察數(shù)據(jù)幀是簡便的。,表示,a,13,a,14,BCD碼 例如：儀表響應(yīng) 26H 41H 4AH 00H 01H 35H 79H 取出數(shù)據(jù)部分的第1316字節(jié)00H 01H 35H 79H 代表十進制數(shù)值00013579 根據(jù)協(xié)議，該數(shù)值代表13579 1000 = 13.579m3,a,15,ASCII碼 ASCII碼是一種英語字符編碼。字符中包含大/小寫英文字母、數(shù)字、符號等，每個字符用1個字節(jié)表示。,a,16,ASCII碼 例如，30H代表字符“0” 31H代表字符“1” 39H代表字符“9” 2DH代表字符“-”（負號） 對ASCII碼，以

6、字符形式觀察數(shù)據(jù)幀是簡便的。,a,17,a,18,ASCII碼 例如：儀表響應(yīng) 26H 3AH 00H 00H 2DH 31H 32H 33H 34H 35H 36H 37H 31H 32H 33H 取出數(shù)據(jù)部分的第3547字節(jié)并轉(zhuǎn)為ASCII碼 代表十進制數(shù)值-1234567123 根據(jù)協(xié)議，該數(shù)值代表-1234567123 1000 = -1234567.123m3,a,19,整型和長整型 整型和長整型都是計算機領(lǐng)域基本的數(shù)據(jù)類型，基本的數(shù)據(jù)表達方式。 整型（int）用2個字節(jié)表達一個整數(shù)，如 27H 10H表示10000 長整型（long）用4個字節(jié)表達一個整數(shù)，如 07H 5BH CD

7、H 15H表示123456789,a,20,Modbus協(xié)議中使用的整型和長整型都是有符號的。 整型轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的方法 1、在計算器中選擇十六進制、單字。 2、輸入整型碼。 3、切換至二進制，觀察位數(shù)，如果位數(shù) = 16 則表明是負數(shù)，需要按一下“+/-”鍵。 4、切換至十進制。 例如：F9H 00H = -1792 79H 00H = 30976,a,21,長整型轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)的方法 1、在計算器中選擇十六進制、雙字。 2、輸入整型碼。 3、切換至二進制，觀察位數(shù)，如果位數(shù) = 32 則表明是負數(shù)，需要按一下“+/-”鍵。 4、切換至十進制。 例如：FFH F6H F8H BEH = -5

8、91682,a,22,浮點型 浮點型也是計算機領(lǐng)域基本的數(shù)據(jù)類型，基本的數(shù)據(jù)表達方式。 儀表中使用的浮點型確切地說是單精度浮點型（float），它用4個字節(jié)表示一個浮點數(shù)。 例如，42H F6H E9H 79H表示123.456 一般可以使用小工具軟件進行轉(zhuǎn)換。,a,23,六、Modbus通訊協(xié)議 Modbus通訊協(xié)議是為PLC（可編程邏輯控制器）擬定的，它是工業(yè)通信領(lǐng)域的標準協(xié)議。 Modbus通訊協(xié)議中的數(shù)據(jù)有ASCII和RTU兩種編碼方式。儀表采用RTU方式，即使用長整型或浮點型表達數(shù)據(jù)。 儀表僅支持03號命令：讀保持寄存器,a,24,六、Modbus通訊協(xié)議 寄存器：PLC中，每個寄存

9、器占用2個字節(jié) 由于浮點型和長整型數(shù)據(jù)占用4個字節(jié)，所以需要占用2個寄存器。 例如插入式超聲熱量表Modbus通訊協(xié)議中， 累積流量占用0002H和0003H兩個寄存器； 流速占用000AH和000BH兩個寄存器。,a,25,六、Modbus通訊協(xié)議 命令幀格式（均為16進制值） 41 03 00 00 00 19 8A C0 41設(shè)備地址65 03功能碼：讀保持寄存器 00 00起始寄存器地址 = 0 00 19讀取寄存器數(shù)量 = 25 8A C0CRC校驗,a,26,六、Modbus通訊協(xié)議 數(shù)據(jù)幀格式（均為16進制值） 41 03 32 59 2B 41設(shè)備地址65 03功能碼：讀保持寄存器 32寄存器數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù) = 50（252） 中間為各寄存器數(shù)據(jù) 59 2BCRC校驗,a,27,六、Modbus通訊協(xié)議 在寄存器中，高字節(jié)在前。 例如，12345的長整型為00003039H，我們的儀表會按順序發(fā)出00H 00H 30H 39H，而不是39H 30H 00H 00H。 00003039 高 低,a,28,六、Modbus通訊協(xié)議 在一些軟件中，將高字節(jié)在前的情況稱之為 Long Inverse Float Inverse 練習解析數(shù)據(jù)幀,a,29,七、CJ/T 188通訊協(xié)議 CJ/T 188通訊協(xié)議是為戶用計量儀表集中抄表而設(shè)計的。是城建行業(yè)標準。 練習解析