RS485工業計算機信號總線

基于RS485接口的DGL通信協議（修改）
1.       前言
在常見的數字式磁致伸縮液位計中，多采用RS485通信方式。但RS485標準僅對物理層接口進行了明確定義，并沒有制定通信協議標準。因此，在RS485的基礎上，派生出很多不同的協議，不同公司均可根據自身需要設計符合實際情況的通信協議。并且，RS485允許單總線多機通信，如果通信協議設計不好，就會造成相互干擾和總線閉鎖等現象。如果在一條總線上掛接不同類型的產品，由于協議不一樣，很容易造成誤觸發，造成總線阻塞，使得不同產品對總線的兼容性很差。
隨著RS485的發展，Modicon公司提出的MODBUS協議逐步得到廣泛認可，已在工業領域得到廣泛應用。而MODBUS的協議規范比較煩瑣，并且每字節數據僅用低4位（范圍：0~15），在信息量相同時，對總線占用時間較長。
DGL協議是根據以上問題提出的一種通信協議。在制定該協議時已充分考慮以下幾點要求：
a.         兼容于MODBUS 。也就是說，符合該協議的從機均可掛接到同一總線上。
b.         要適應大數據量的通信。如：滿足產品在線程序更新的需要(未來功能)。
c.         數據傳輸需穩定可靠。對不確定因素應加入必要的冗錯措施。
d.         降低總線的占用率，保證數據傳輸的通暢。
2.       協議描述
為了兼容其它協議，現做以下定義：
通信數據均用1字節的16進制數表示。從機的地址范圍為：0x80～0xFD，即：MSB=1；命令和數據的數值范圍均應控制在0~0x7F之間。即：MSB=0，以區別地址和其它數據。
液位計的編碼地址為：0x82~0x9F。其初始地址(出廠默認值)為：0x81。
罐旁表的編織地址為：0xA2~0xBF。其初始地址(出廠默認值)為：0xA1。
其它地址用于連接其它類型的設備，也可用于液位計、罐區表地址不夠時的擴充。
液位計的命令范圍為：0x01~0x2F，共47條，將分別用于參數設定、實時測量、診斷測試、在線編程等。
通信的基本參數為：4800波特率，1個起始位，1個結束位。字節校驗為奇校驗。
本協議的數據包是參照MODBUS RTU 通信格式編寫，并對其進行了部分修改，以提高數據傳輸的速度。另外，還部分參照了HART協議。其具體格式如下：
ADDRESS
COMMAND
Byte Count
DATA
Check SUM
地址
命令
字節數
數據
校驗和
1 Byte
1 Byte
=n, 1 Byte
n Byte
1 Byte
80~9F
01~2F
00~10
0~7F
0~7F
表中，數據的大字節數為16個。也就是說，整個數據包長為20個字節。
“校驗和”是其前面所有數據異或得到的數值，然后將該數值MSB位清零，使其滿足0~7F的要求。在驗證接收數據包的“校驗和”是否正確時，可將所有接收數據(包括“校驗和”)進行異或操作，得到的數據應＝0x80。這是因為，只有“地址”的MSB=1，所以異或結果的MSB也必然等于1。
本協議不支持MODBUS中所規定的廣播模式。
3.       時序安排
在上電后，液位計將先延遲10秒，等待電源穩定。然后，用5秒的時間進行自檢和測試數據。接著產品進入待機狀態并打開RS485通信接口，等待主機的請求。因此，主機應在液位計上電20秒后，再將液位計置為工作狀態，進行測量操作。
液位控制器（HMT-900或H-1000）主要用于液位計的供電和防爆安全隔離。主機可通過RTS信號控制（HMT-900或H-1000）供給液位計的電源。當RTS有效時，電源將被打開。因此，液位計的電源是可以通過主機軟件控制的。
在現場應用中，主機軟件的工作時序一般應遵循以下幾個步驟。
1)      在開主機前，并認真檢查各相關設備的電源和電纜連接情況。
2)      在啟動主機軟件時，打開相應串行端口。使能RTS信號，給液位計上電。
3)      軟件初始化操作，延遲20秒。
4)      讀液位計的相應參數，然后將液位計置為工作狀態。
5)      此時，主機可進入正常的輪訓、記錄、顯示、報警等工作

RS485工業計算機信號總線