今天以電磁流量計的一種自定義串口協(xié)議具體介紹一下串口通訊在電磁流量計上面的應(yīng)用。

通訊協(xié)議針對電磁流量計工業(yè)應(yīng)用設(shè)計，版本：MBmagCP V4.2，該版本主要用于實(shí)

時數(shù)據(jù)采集、流量測量及流量累計控制。

一、主機(jī)系統(tǒng)通訊部件要求

標(biāo)準(zhǔn)RS-485通訊接口部件，不小于10 Bytes 的通信緩沖區(qū)（FIFO），支持600、1200、2400、4800、9600、14400通訊波特率，支持半雙工通訊模式。通訊程序應(yīng)允許FIFO，從機(jī)要求主機(jī)FIFO不小于10Bytes。 

二、協(xié)議結(jié)構(gòu)

MBmagCP V4.2協(xié)議遵從基本開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型，基本開放系統(tǒng)互連參照模型提供通訊系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)和要素，但MBmagCP V4.2協(xié)議使用簡化的OSI參照模型，僅采用1、2和7層。

基本開放系統(tǒng)互連參考模型

三、MBmagCP V4.2物理結(jié)構(gòu)

MBmag 電磁流量計的網(wǎng)絡(luò)通訊接口為半雙工方式，標(biāo)準(zhǔn)通訊速率大于250khz，通訊方向轉(zhuǎn)換時間3.5uS。通訊接口電氣標(biāo)準(zhǔn)遵從RS232/RS485標(biāo)準(zhǔn)。

MBmagCP V4.2協(xié)議可用于星型式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和總線式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)通訊連接介質(zhì)為屏蔽雙絞線。

四、MBmagCP V4.2主機(jī)信息結(jié)構(gòu)

     MBmagCP V4.2協(xié)議為主從掃描式通訊協(xié)議，每次通訊過程均由主機(jī)發(fā)起，然后從機(jī)進(jìn)行響應(yīng)，回傳規(guī)定的信息，完成一次通訊過程。

主機(jī)至從機(jī)信息結(jié)構(gòu)

主機(jī)發(fā)送至從機(jī)的信息由四字節(jié)組成，字節(jié)是起始碼（0x2A），第二字節(jié)為從機(jī)地址，其編碼：0---127（高二進(jìn)制位另有定義），第三字節(jié)為數(shù)據(jù)分類命令（下表定義），第四字節(jié)是結(jié)束碼(0x2E)。從機(jī)通訊緩沖區(qū)（FIFO）為一字節(jié)，因此，主機(jī)發(fā)送至從機(jī)的四個字節(jié)必須留時間間隔。

主機(jī)應(yīng)使用10位串行數(shù)據(jù)格式，并且不使用奇偶校驗(yàn)。

數(shù)據(jù)分類命令

     數(shù)據(jù)分類命令指示從機(jī)回送的數(shù)據(jù)類型，數(shù)據(jù)分類命令編碼：0---127，MBmagCPV4.2僅使用0—7和14號編碼，其他編碼暫時保留。

五、     MBmagCP V4.2從機(jī)信息結(jié)構(gòu)

從機(jī)接受到主機(jī)命令信息后，按命令要求回傳測量數(shù)據(jù)。

從機(jī)響應(yīng)信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

從機(jī)響應(yīng)主機(jī)命令，回送10個字節(jié)數(shù)據(jù)，分為命令段、數(shù)據(jù)段、校驗(yàn)和、結(jié)束標(biāo)志四部分。

1、  命令段

命令段由兩字節(jié)組成：從機(jī)地址和數(shù)據(jù)分類命令，該段是將主機(jī)發(fā)來的信息直接返回，用于主機(jī)校驗(yàn)從機(jī)對主機(jī)傳送信息中地址和命令響應(yīng)的正確性。

2、  數(shù)據(jù)段

由于流量計各測量數(shù)據(jù)長度、單位、符號等信息各不相同，因此，從機(jī)回傳的數(shù)據(jù)段按各命令具體定義。

3、  校驗(yàn)和

校驗(yàn)和 = D0 xorD1 xor D2 xor D3 xor D4 xor D5；

xor --- 邏輯異或。

4、結(jié)束標(biāo)志

結(jié)束標(biāo)志 =0AAH;    (十進(jìn)制170)   

0）流量定義

數(shù)據(jù)段的D2、D1、D0三個字節(jié)組成十位流量計測量數(shù)據(jù)，每字節(jié)表示兩位十進(jìn)制數(shù)的壓縮BCD碼格式。D2、D1、D0需要先規(guī)格化為十進(jìn)制格式，具體算法如下：

                D0= ( D0 >> 4) *10 + (D0 & 0x0F)

                D1= ( D1 >> 4) *10 + (D1 & 0x0F)

                D2= ( D2 >> 4) *10 + (D2 & 0x0F)

流量值 =  10000 *D2  + 100 * D1  +  D0;

其中符號 >> 為C語言中的邏輯右移操作。

D3字節(jié)：流量值的指數(shù)（10的冪）

        冪值 = D3 – 5,  冪值范圍: -5 – +5

D4字節(jié)：流量單位

D5字節(jié)：流體流動方向：

1）  流速定義

D2、D1、D0需要先規(guī)格化為十進(jìn)制格式，具體如下：

                D0= ( D0 >> 4) *10 + (D0 & 0x0F)

                D1= ( D1 >> 4) *10 + (D1 & 0x0F)

                D2= ( D2 >> 4) *10 + (D2 & 0x0F)

其中符號 >> 為C語言中的邏輯右移操作。

流速值 =  10000 * D2 + 100 * D1 + D0;

值范圍 =  00.000 ~ 99.999

流速單位：固定為m/s

D3字節(jié)：小信號切除標(biāo)志；0 --- 允許；  1--- 禁止。

D4字節(jié)：流量值顯示精度（保留小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)）（固定值3）

D5字節(jié)：流動方向；0 --- 正向、1 --- 反向；

2）  流量百分比定義

D1、D0需要先規(guī)格化為十進(jìn)制格式，具體如下：

                D0= ( D0 >> 4) *10 + (D0 & 0x0F)

                D1= ( D1 >> 4) *10 + (D1 & 0x0F)

其中符號 >> 為C語言中的邏輯右移操作。

百分比 =  100 * D1 + D0;

值范圍 =  000.0 ~ 999.9 %

D2字節(jié)：量程比

                      0- 1:1

                      1- 1:2

                      2- 1:4

                      3- 1:8

D3字節(jié)：上限報警允許

                      0- 允許

                      1- 禁止

D4字節(jié)：下限報警允許

                      0- 允許

                      1- 禁止

D5字節(jié)：流動方向；0 --- 正向、1 --- 反向；

3）  流體電阻

D1、D0需要先規(guī)格化為十進(jìn)制格式，具體如下：

                D0= ( D0 >> 4) *10 + (D0 & 0x0F)

                D1= ( D1 >> 4) *10 + (D1 & 0x0F)

其中符號 >> 為C語言中的邏輯右移操作。

電阻 =  100 * D1 +D0;

值范圍 =  0000 ~ 999.9 KW

D2字節(jié)：保留

D3字節(jié)：保留

       D4字節(jié)：空管報警允許

                      0- 允許

                      1- 禁止

D5字節(jié)：流動方向；0 --- 正向、1 --- 反向；

4）正向總量定義

D4、D3、D2、D1、D0需要先將壓縮BCD碼規(guī)格化為十進(jìn)制格式，具體如下：

                D4= ( D4 >> 4) *10 + (D4 & 0x0F)

                D3= ( D3 >> 4) *10 + (D3 & 0x0F)

                D2= ( D2 >> 4) *10 + (D2 & 0x0F)

D1 = ( D1 >> 4) *10 + (D1 & 0x0F)

                D0= ( D0 >> 4) *10 + (D0 & 0x0F)

其中符號 >> 為C語言中的邏輯右移操作。

       總量 =100000000 * D4 + 1000000 * D3 + 10000 * D2 + 100 * D1 + D0;

D5字節(jié):

5）反向總量定義

D4、D3、D2、D1、D0需要先將壓縮BCD碼規(guī)格化為十進(jìn)制格式，具體如下：

                D4= ( D4 >> 4) *10 + (D4 & 0x0F)

                D3= ( D3 >> 4) *10 + (D3 & 0x0F)

                D2= ( D2 >> 4) *10 + (D2 & 0x0F)

D1 = ( D1 >> 4) *10 + (D1 & 0x0F)

                D0= ( D0 >> 4) *10 + (D0 & 0x0F)

其中符號 >> 為C語言中的邏輯右移操作。

       總量 =100000000 * D4 + 1000000 * D3 + 10000 * D2 + 100 * D1 + D0;

D5字節(jié):

6) 報警狀態(tài)定義

D0字節(jié)：

       位定義：Bx =0  無警狀態(tài)；Bx = 1報警狀態(tài)；

7）流量計管徑定義

D0字節(jié)定義管徑 (單位mm)

14）禁止總量累積

       從機(jī)接到連續(xù)6個該命令后，立即進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài)。

六、     MBmagCP V4.2通訊過程時序

通訊過程時序指編制通訊軟件時應(yīng)遵從的時間間隔、延時、等待時間等。

1．  主機(jī)發(fā)送時序

主機(jī)發(fā)送的兩個信息字節(jié)間的時間間隔小為0，大時間間隔為20毫秒，大于20毫秒，從機(jī)認(rèn)為發(fā)送超時。

2．  從機(jī)回傳時序

從機(jī)小回傳響應(yīng)時間為1毫秒，大為10毫秒 + 11位傳送時間。

從機(jī)每個回傳字節(jié)時間間隔大為10毫秒 + 11位傳送時間。

（11位傳送時間根據(jù)選用波特率計算出）

3．  從機(jī)允許的通訊頻度

從機(jī)允許的通訊頻度為10次/每秒，大于該值，可能影響從機(jī)其他功能。

七、     MBmagCP V4.2通訊波特率

MBmagCP V4.2支持的通訊波特率為：600、1200、2400、4800、9600、14400。

八、  MBmagCP V4.2通訊數(shù)據(jù)塊偵錯信息

1．從機(jī)地址和數(shù)據(jù)分類命令回傳，主機(jī)可用于校對從機(jī)是否正確響應(yīng)；

2．從機(jī)回傳字節(jié)異或和校驗(yàn)，主機(jī)可用于校對是否有數(shù)據(jù)位錯誤；

3．從機(jī)回傳字節(jié)中B7 = 0為數(shù)據(jù)字節(jié)，B7 = 1為命令字節(jié)；

4．從機(jī)回傳字節(jié)中的數(shù)據(jù)字節(jié)值不大于153(十六進(jìn)制數(shù)99)；

5．從機(jī)回傳字節(jié)數(shù)長度固定，共十字節(jié)長度，主機(jī)可做長度檢驗(yàn)；

6．從機(jī)回傳結(jié)束標(biāo)志，主機(jī)可用于長度檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)字節(jié)定位。