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基于modbus總線的監測系統的開發.doc

'基于modbus總線的監測系統的開發.doc'
?1、下位機數據采樣系統1.1電路組成電路組成框圖:LCD1602顯示采集溫度數據單片機AT89C51DS18B20溫度數據采集串口COMPIM傳送處理后的溫度數據傳送處理后的溫度數據傳送電路組成文字敘述:通過四個DS18B20溫度傳感器對空間四個溫度點進行溫度采集,通過P1^0—P1^3口將采集的數據傳送給單片機AT89C51,單片機AT89C51進行相應的數據處理,分別傳送至LCD1602輪詢顯示采集的數據并通過串口將數據PC機通過C++builder建立的串口助手顯示,并且將溫度曲線顯示在串口助手上顯示。1.2 modbus總線實現1.2.1 modbus總線實現原理 Modbus協議定義了控制器能識別和使用的信息結構。當在Modbus網絡上進行通訊時,協議能使每一臺控制器知道它本身的設備地址,并識別對它尋址的數據,決定應起作用的類型,取出包含在信息中的數據和資料等,控制器也可組織回答信息,并使用Modbus協議將此信息傳送出去。在其他網絡上使用時,數據包和數據幀中也包含著Modbus協議。如,Modbus+或MAP網絡控制器中有相應的應用程序庫和驅動程序,實現嵌入式Modbus協議信息與此網絡中用子節點設備間通訊的特殊信息幀的數據轉換。該轉換也可擴展,處理節點地址,路由,和每一個特殊網絡的錯誤檢查方法。如包含在Modbus協議中的設備地址,在信息發送前就轉換成節點地址,錯誤檢查區也用于數據包,與每個網絡的協議一致,最后一點是需用Modbus協議,寫入嵌入的信息,定義應處理的動作。Modbus總線上的傳輸原理:Modicon控制器上的標準Modbus端口是使用一個RS-232兼容的串行接口,定義了連接器,接線電纜,信號等級,傳輸波特率,和奇偶校驗,控制器可直接或通過調制解調器(以后簡稱Modems)接入總線(網絡)??刂破魍ㄓ嵤褂弥鲝募夹g,即主機能起動數據傳輸,稱查詢。而其它設備(從機)應返回對查詢作出的響應,或處理查詢所要求的動作。主機可對各從機尋址,發出廣播信息,從機返回信息作為對查詢的響應。從機對于主機的廣播查詢,響應返回Modbus協議設備地址,請求功能代碼,發送數據,錯誤校驗碼,建立了主機查詢格式,從機的響應信息也用Modbus協議組織,它包括確認動作的代碼,返回數據和錯誤校驗碼。若在接收信息時出現一個錯誤或從機不能執行要求的動作時,從機會組織一個錯誤信息。并向主機發送作為響應。8 位數據字節錯誤校驗功能代碼8 位數據字節設備地址功能代碼設備地址主機查詢信息查詢響應周期:從機響應信息錯誤校驗 圖 主從查詢響應周期查詢:查詢中的功能代碼為被尋址的從機設備應執行的動作類型。數據字節中包含從機須執行功能的各附加信息,如功能代碼03將查詢從機,并讀保持寄存器。并用寄存器的容作響應。該數據區必須含有告之從機讀取寄存器的起始地址及數量,錯誤校驗區的一些信息,為從機提供一種校驗方法,以保證信息容的完整性。響應: 從機正常響應時,響應功能碼是查詢功能碼的應答,數據字節包含從機采集的數據,如寄存器值或狀態。如出現錯誤,則修改功能碼,指明為錯誤響應。并在數據字節中含有一個代碼,來說明錯誤,錯誤檢查區允許主機確認有效的信息容。兩種串行傳輸模式:控制器可使用ASCII或RTU通訊模式,在標準Modbus上通訊。在配置每臺控制器時,用戶須選擇通訊模式以及串行口的通訊參數(如波特率,奇偶校驗等),在Modbus總線上的所有設備應具有相同的通訊模式和串行通訊參數。選擇ASCII或RTU模式用于標準的Modbus總線。它定義了總線上串行傳輸信息區的“位”的含義,決定信息打包及解碼方法。如在MAP和Modbus+總線上時,Modbus信息以幀的方式出現,并與串行傳輸無關,如請求讀保持寄存器,可以在Modbus+上的兩個控制器之間處理,而與使用的控制器的Modbus端口無關。ASCII 模式當控制器以ASCII模式在Modbus總線上進行通訊時,一個信息中的每8位字節作為2個ASCII字符傳輸的,這種模式的主要優點是允許字符之間的時間間隔長達IS,也不會出現錯誤。ASCII碼每一個字節的格式:編碼系統:16進制,ASCII字符0-9,A-F ,1個16進制 。 數據位: 1起始位,7位數據,低位先送,奇/偶校驗時1位;無奇偶校驗時0位,(LRC)1位帶校驗,1停止位;無校驗2停止位。錯誤校驗區: 縱向冗余校驗。RTU模式控制器以RTU模式在Modbus總線上進行通訊時,信息中的每8位字節分成2個4位16進制的字符,該模式的主要優點是在相同波特率下其傳輸的字符的密度高于ASCII模式,每個信息必須連續傳輸。RTU模式中每個字節的格式:編碼系統:8位二進制,十六進制0-9,A-F數據位:1起始位,8位數據,低位先送,奇/偶校驗時1位;無奇偶校驗時0位,停止位1位(帶校驗),停止位2位(無校驗)。錯誤校驗區:循環冗余校驗(CRC)1.2.2 modbus總線幀的結構與實現 無論是ASCII模式還是RTU模式,Modbus信息以幀的方式傳輸,每幀有確定的起始點和結束點,使接收設備在信息的起點開始讀地址,并確定要尋址的設備 (廣播時對全部設備),以及信息傳輸的結束時間??蓹z測部分信息,錯誤可作為一種結果設定。對MAP或Modbus+協議可對信息幀的起始和結束點標記進行處理,也可管理發送至目的地的信息,此時,信息傳輸中Modbus數據幀的目的地址已無關緊要,因為Modbus+地址已由發送者或它的網絡適配器把它轉換成網絡節點地址和路由。ASCII幀在ASCII模式中,以(:)號(ASCII3AH)表示信息開始,以回撤一換行鍵(CRLF) (ASCII OD和OAH)表示信息結束。對其它的區,允許發送的字符為16進制字符0-9,A-F。網絡中設備連續檢測并接收一個冒號(:)時,每臺設備對地址區解碼,找出要尋址的設備。字符之間的最大間隔為1S,若大于1S,則接收設備認為出現了一個錯誤。典型的信息幀見下表開始地址功能數據縱向冗余檢查結束1字符:2字符2字符n字符2字符2字符 圖3 ASCII信息幀例外:對于584和984A/B/X控制器,一個ASCII信息可在LRC區后正常終止,而不需發送CRLF字符,此時出現>IS的時間間隔,控制器也將認為是正常中斷。RTU幀RTU模式中,信息開始至少需要有3.5個字符的靜止時間,依據使用的波特率,很容易計算這個靜止的時間,接著第一個區的數據為設備地址。各個區允許發送的字符均為16進制的0-9,A-F。網絡上的設備連續監測網絡上的信息,包括靜止時間。當接收第一個地址數據時,每臺設備立即對它解碼,以決定是否是自己的地址。發送完最后一個字符號后,也有一個3.5個字符的。省略部分。dbus和51 系列單片機的相關知識。并且我基本熟知了modbus和單片機程序設計的基本思路,增強了實踐動手能力。除此以外,我還深深地認識到嚴謹、認真的科學態度在科學實驗中發揮的重要作用。 本次課題基于modbus總線的監測系統的開發,實現了上下位機的互相通信,(下位機系統)單片機定時采集溫度傳感器DS18B20的溫度數據,并進行相應處理,組裝成modbus數據幀的格式,通過串口發送至上位機系統,上位機通過中斷處理,將接收的數據進行CRC校驗和拆幀,最終將數據送至Tchart控件實時曲線顯示。這次課程設計使我學到的最多的不是單片機知識,不是Modbus協議,是過程,態度,方法,和感覺。但是,同樣自己還有很多方面的不足有待于改善,所以,我要更加的努力去學習,更加靜下心去完善自己。袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇羅膃蚈螂羈膂莈蚅袇膁蒀袀螃膀薂蚃肂腿節衿羈腿莄螞襖羋蕆袇螀芇蕿蝕聿芆艿蒃肅芅蒁螈羈芄薃薁袆芃芃螆螂芃蒞蕿肁節蒈螅羇莁薀薈袃莀艿螃蝿荿莂薆膈莈薄袁肄莇蚆蚄羀莇莆袀袆羃蒈螞螂羂薁袈肀肁芀蟻羆肁莃袆袂肀薅蠆袈聿蚇蒂膇肈莇螇肅肇葿薀罿肆薂螆裊肅芁薈螁膅莃螄聿膄蒆薇袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈葿螈聿蒄葿袁羈莀蒈羃膇芆蕆蚃羀膂蒆螅膅蒁薅袇羈莇薄罿膄芃薃蠆羆艿薃袁節膅薂羄肅蒃薁蚃芀荿薀螆肅芅蕿袈羋膁蚈羀肁蒀蚇蝕襖莆蚇螂肀莂蚆羅袂羋蚅蚄膈膄蚄螇羈蒂蚃衿膆莈螞羈罿芄螁蟻膄膀螁螃羇葿螀裊膃蒅蝿肈羆莁螈螇芁芇莄袀肄膃莄羂艿蒂莃螞肂莈蒂螄羋芄蒁袆肀膀蒀罿袃薈
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監測 modbus 總線 開發 系統 基于
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