摘 要:本文結合水下鋼樁防腐陰極保護電流檢測系統(tǒng)的開發(fā)過程，介紹一種基于RS-485接口的通信方法。文中對網絡配置、數(shù)據(jù)編碼和通信協(xié)議等實施要點作了理論分析并詳細介紹了軟件的實現(xiàn)過程。 關鍵詞：RS-485接口，通信協(xié)議，陰極保護電流 Abstract: A new communication method based on RS-485 interface is introduced in this paper, which combined with the development for detection system of cathodic protection current used in mitigate corrosion of the underwater steel stack. The paper is provided a theoretical analysis in the execution of network configuration, data coding, communication protocol and etc., together with a detailed procedure of the software. Keywords: RS-485 interface, communication protocol, cathodic protection current 引言 　　建議性標準RS-485 作為一種多點差分數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾姎庖?guī)范現(xiàn)已成為業(yè)界應用最為廣泛的標準通信接口之一。這種通信接口允許在簡單的一對雙絞線上進行多點雙向通信。但是作為數(shù)據(jù)傳輸鏈路，RS-485標準只規(guī)定了平衡驅動器和接收器的電氣特性，在此基礎上用戶必須建立自己的高層通信協(xié)議。結合水下鋼樁防腐陰極保護電流檢測系統(tǒng)的開發(fā)過程，介紹一種基于RS-485接口的通信方法。 1 網絡配置 　　原料碼頭分為引橋（長1700米）、主碼頭（長640米）和副碼頭（長430米）。呈反F形態(tài)，由855根鋼樁支撐。每根鋼樁分二或三段加以陰極保護電流以防腐蝕。陰極保護電流總數(shù)可達2565路。為實時監(jiān)測陰極保護電流的變化，在碼頭各點安裝電流檢測裝置57臺、參比電壓檢測裝置1臺（以下稱從節(jié)點），每臺最大檢測48路電流或64路電壓，通過RS-485網絡向電氣控制室的PC機（以下稱主節(jié)點）傳送數(shù)據(jù)或由主節(jié)點設置各個從節(jié)點的工作狀態(tài)。 　　RS-485網絡拓撲一般采用終端匹配的總線型結構，不支持環(huán)形或星型結構。根據(jù)本系統(tǒng)中的反F形狀的特點，網絡拓撲結構采用了三條總線分別將各個從節(jié)點串接起來，再用兩個集線器整合為一條總線與主節(jié)點相連、實現(xiàn)網絡的合理布局。集線器同時又有中繼器的作用，延長了通信距離。理論上可以串接8個集線器，通信距離可達9.6公里。 　　詳見網絡連接圖。（圖一） 2 數(shù)據(jù)編碼和通信協(xié)議 　　串行通信的格式是：8位數(shù)據(jù)位，1位啟動位，1位停止位，無校驗位，通信速率是9600bps。 　　為了避免數(shù)據(jù)代碼和命令代碼沖突而引起通信混亂，通信代碼都采用ASIIC碼的編碼形式。由于本系統(tǒng)中數(shù)據(jù)代碼只有數(shù)值數(shù)據(jù)，0～9，A～F除外的字符都可以用作命令代碼。假如數(shù)據(jù)代碼中有文本數(shù)據(jù)的話，就必須用ASIIC碼表內的非打印字符作為命令代碼。 　　在一個主節(jié)點和多個從節(jié)點構成的總線式網絡中，采取主從應答方式由主節(jié)點發(fā)起并控制網上的每一次通信。每個從節(jié)點有一個識別地址，只有收到與自己地址匹配的數(shù)據(jù)幀時，才有相應的處理，并向主節(jié)點應答結果。 　　該系統(tǒng)中主要有四個通信過程，從節(jié)點發(fā)送電流或電壓數(shù)據(jù)、對從節(jié)點的采集通道啟用或禁用設置、電流和電壓的上、下限數(shù)據(jù)設置以及對從節(jié)點的時鐘校對。據(jù)此定義相應的網絡協(xié)議如下： 　　幀格式定義： 　?。?命令代碼：見下表 　　＊ 地址：為從節(jié)點地址，有效范圍是1～254。其中256為廣播地址。 　?。?校驗碼：采用累加和校驗，校驗碼僅取各字節(jié)之和的低字節(jié)。 　?。?長度：數(shù)據(jù)段的字節(jié)長度 　?。?數(shù)據(jù)段：時鐘校對過程時，為年、月、日、時、分、秒、周共8個字節(jié)。 　　發(fā)送電流或電壓數(shù)據(jù)時，為i （0≦i≦47）開始的8組采集數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)為4個字節(jié)。 　　采集通道啟用或禁用設置時，為6個字節(jié)，分別表示48路采集通道的狀態(tài)，其中1表示啟用，0表示禁用。 　　在廣播方式時（地址為256），為電流和電壓的上、下限數(shù)據(jù)共8個字節(jié)。 　?。?響應幀：通過校驗后，將接受幀中的命令代碼改寫為V，回送給主節(jié)點進行二次確認，保證數(shù)據(jù)傳送無誤。 3 軟件流程和程序清單 　　為保證通信暢通和從節(jié)點的本地事務順利執(zhí)行，設計了限時退出的通信方法，既在收到與自己地址不匹配的數(shù)據(jù)幀時，臨時關閉通信口。這樣既保證了本地事務的執(zhí)行時間，又可避免從節(jié)點常在網上可能引起的雙向干擾。因此在上、下位機的軟件設計中采用二次檢錯、重發(fā)和限時退出并重新握手建立連接等通信機制?，F(xiàn)場調試中發(fā)現(xiàn)，在某些節(jié)點工作異常，甚至通信網絡完全癱瘓的情況下其他各節(jié)點也能獨立完成數(shù)據(jù)采集、異常報警和實時數(shù)據(jù)存儲等本地事務。一旦故障節(jié)點排除，既可恢復通信。 　?。?軟件流程如下： 　?。?軟件實現(xiàn)和主要程序清單： 　　在處理器內留出以COM_REG為首地址的寄存器組，用來存放接受或發(fā)送的一幀數(shù)據(jù)包，并以COM_REG_CUNT寄存器作為一幀數(shù)據(jù)長度的計數(shù)器，利用循環(huán)結構很容易編制一幀數(shù)據(jù)包的收發(fā)通用程序了。 　　TRANS_485： ;收發(fā)通用程序 　　BCF RC,R485_P ;開啟485通信口。 　　_DELAY D‘3‘ 　　MOVLW COM_REG 　　MOVWF FSR 　　MOVLW COM_REG_CUNT 　　MOVWF COUNT 　　CALL RS_HEX_IN ;一個字節(jié)收發(fā)子程序。 　　BTFSC SYS_FLAGE,CONMM_ERR ;通信錯誤狀態(tài)標準位。 　　RETURN 　　MOVWF INDF 　　INCF FSR 　　DECFSZ COUNT 　　GOTO $-6 　　RETURN 　?。?其他主要子程序： 　　XIAO_SUB ;校驗和子程序 　　CLRF TEMP 　　MOVF INDF,W 　　ADDWF TEMP 　　INCF FSR 　　DECFSZ COM_REG_CUNT 　　GOTO $-4 　　RETURN 　　ASCH ; ASIIC碼轉化程序 　　MOVWF TEMP 　　MOVLW D‘48‘ 　　SUBWF TEMP,W 　　BTFSS STATUS,C 　　RETLW 0H 　　MOVLW D‘71‘ 　　SUBWF TEMP,W 　　BTFSC STATUS,C 　　RETLW 0H 　　MOVLW 41H ;D‘65‘——A 　　SUBWF TEMP,W 　　BTFSC STATUS,C 　　GOTO ASCH_A_Z 　　CLRF C 　　MOVLW 30h ;D‘48‘——0 　　SUBWF TEMP,W 　　RETURN 　　ASCH_A_Z 　　CLRF C 　　MOVLW 37H ;D‘55‘——7 　　SUBWF TEMP,W 　　RETURN 　?。?主節(jié)點相關界面見圖2、圖3。 4 結束語 　　在兩年多24小時不間斷運行中，通信過程始終處于穩(wěn)定、暢通的工作狀態(tài)。為整個系統(tǒng)的可靠運行提供了堅實的基礎，完全滿足了用戶的要求和設計指標。 　　該系統(tǒng)的使用，提高了巡檢人員的工作效率和工作條件。對于及時、準確地了解整個防腐工程的現(xiàn)狀，早期隱患（如有異物纏繞、參比電極的早期失效等）的發(fā)現(xiàn)都起到了非常重要的作用。同時把該領域內的監(jiān)測水平迅速提高到和國際接軌、國內領先的位置。 　　創(chuàng)新觀點：提出了利用RS485集線器可以構成星型網絡拓撲結構。軟件設計時采用二次檢錯、限時退出并重新握手建立連接等通信機制。這樣既保證了本地事務的執(zhí)行時間，又可避免從節(jié)點常在網上可能引起的雙向干擾。 參考文獻 　　[1]B&B Electronics. RS-422 and RS-485 Application Note, 1997 　　[2]李朝青. PC機及單片機數(shù)據(jù)通信技術. 北京航空航天大學出版社2000 　　[3]用VB實現(xiàn)S7-300 PLC與PC機的普通串口通信,李光明,李妍,李茜《微計算機信息》2005年18期38-40頁 　　作者簡介: 王明衍（1957）,男,上海市人,講師,學士,主要研究方向：嵌入式系統(tǒng)、智能儀表;趙毅（1962）,男,上海市人,講師,學士,主要研究方向：網絡安全，網絡編程 一種基于RS-485接口的通信方法pdf資料點擊下載