基于μC／OS―II操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)
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3．2 數(shù)據(jù)采集／控制模塊軟件設(shè)計(jì)
RS一485標(biāo)準(zhǔn)只是一個(gè)物理的通信接口標(biāo)準(zhǔn)，要實(shí)現(xiàn)總線監(jiān)控還要在此基礎(chǔ)上建立自己的高層通信協(xié)議。Modbus協(xié)議是美國(guó)可編程控制器供應(yīng)商Modicon公司制定的一種工業(yè)通訊協(xié)議，現(xiàn)在已經(jīng)被許多工控廠商所支持，廣泛的應(yīng)用到只能儀表，總線監(jiān)控等領(lǐng)域。
Modbus協(xié)議采用主從結(jié)構(gòu)的通信方式，適用于半雙工的RS一485總線。協(xié)議規(guī)定總線上有一個(gè)主機(jī)，多個(gè)從機(jī)，每個(gè)主機(jī)分配唯一的地址。工作時(shí)可采用命令／應(yīng)答的通訊方式，主機(jī)向要從機(jī)發(fā)出命令幀，地址匹配的從機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，并向主機(jī)發(fā)出與命令幀對(duì)應(yīng)的應(yīng)答幀。Modbus有兩種通信模式：ASCII模式和RTU模式。在相同的情況下，RTU模式比ASCII模式能夠傳送更多的數(shù)據(jù)，因此在本系統(tǒng)中采用RTU模式。RTU消息幀典型格式如表l所示。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/195879.htm
在本采集控制系統(tǒng)中，核心模塊作為主機(jī)，各個(gè)采集和控制模塊作為從機(jī)響應(yīng)主機(jī)發(fā)出的命令幀。當(dāng)主機(jī)發(fā)送Ox03功能碼時(shí)，從機(jī)會(huì)把模擬量的值或者狀態(tài)量／頻率量的值返回給主機(jī)。當(dāng)主機(jī)發(fā)送0x16功能碼時(shí)，會(huì)使控制模塊開關(guān)量通斷，并且控制模塊會(huì)返回當(dāng)前的狀態(tài)。每個(gè)數(shù)據(jù)采集／控制模塊有4路輸入或輸出通道。因此在每個(gè)采集／控制模塊內(nèi)部定義了4個(gè)寄存器，每個(gè)寄存器占兩個(gè)字節(jié)。采集／控制模塊按字節(jié)接收數(shù)據(jù)，每接收一個(gè)字節(jié)就進(jìn)入一次串口中斷。進(jìn)入串口中斷之后，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。解析數(shù)據(jù)的流程圖如圖5所示。首先判斷地址是否與本機(jī)地址匹配，地址不匹配則放棄本次接受。地址匹配之后再保存功能碼。當(dāng)數(shù)據(jù)幀接收完之后，對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行CRC校驗(yàn)，并于接收到的CRC校驗(yàn)碼進(jìn)行比較。若CRC校驗(yàn)錯(cuò)誤，則放棄本次數(shù)據(jù)。若CRC校驗(yàn)正確，主程序則根據(jù)保存的功能碼，寄存器起始地址以及寄存器個(gè)數(shù)來響應(yīng)主機(jī)。當(dāng)功能碼為Ox03時(shí)，采集模塊根據(jù)接收到寄存器起始地址及寄存器個(gè)數(shù)將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)送給主機(jī)。當(dāng)功能碼為Oxl6時(shí)，控制模塊根據(jù)接收到的寄存器值打開或關(guān)閉繼電器，并且將繼電器狀態(tài)返回給主機(jī)。
4 結(jié)束語
該數(shù)據(jù)采集控制系統(tǒng)可以對(duì)模擬信號(hào)、狀態(tài)量以及脈沖量進(jìn)行采集和處理，并且能夠根據(jù)采集的數(shù)據(jù)來控制繼電器的開關(guān)。主機(jī)和模塊之間通過RS一485總線以標(biāo)準(zhǔn)的Modbus協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。因此可以很容易的實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展和與其它廠商的檢測(cè)儀表進(jìn)行集成。該系統(tǒng)采用了實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，使系統(tǒng)優(yōu)先級(jí)明確，提高了實(shí)時(shí)性，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)訪問。因此本系統(tǒng)有很好的實(shí)用性，已經(jīng)被我們應(yīng)用到灌溉施肥控制系統(tǒng)中。
評(píng)論