本電磁流量計通信協議針對AMF智能電磁流量計工業(yè)應用設計,通信協議版本:AMF CP V1.1。通信協議主要用于電磁流量計實時數據采集、流量測量及流量累計控制。
一、主機系統通訊部件要求
國際標準RS-485通訊接口部件,不小于10Bytes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。通訊程序應允許FIFO,從機要求主機FIFO不小于10Bytes。
二、協議結構
AMF CP V1.1協議遵從基本開放系統互連(OSI)參考模型,基本開放系統互連參照模型提供通訊系統基本結構和要素,但昌暉AMF CP V1.1協議使用簡化的OSI參照模型,僅采用1、2和7層。基本開放系統互連參考模型
三、AMF電磁流量計通信協議物理結構
AMF電磁流量計的網絡通訊接口在物理結構上采用電氣隔離方式,隔離電壓1500伏。通訊數據傳輸接口為半雙工方式,標準通訊速率大于250khz,通訊方向轉換時間3.5uS。通訊接口電氣標準遵從RS-485國際標準。
昌暉AMF CP V1.1協議可用于星型式網絡結構和總線式網絡結構。標準通訊連接介質為屏蔽雙絞線。
四、AMF CP V1.1主機信息結構
AMF CP V1.1協議為主從掃描式通訊協議,每次通訊過程均由主機發(fā)起,然后從機進行響應,回傳規(guī)定的信息,完成一次通訊過程。
主機至從機信息結構
主機發(fā)送至從機的信息由兩字節(jié)組成,第一字節(jié)為從機地址,其編碼:0-127(最高二進制位另有定義),第一字節(jié)為數據分類命令(下表定義)。從機通訊緩沖區(qū)(FIFO)為兩字節(jié),因此,主機發(fā)送至從機的兩字節(jié)可連續(xù)發(fā)送,不必留時間間隔。
從機工作在多機通訊方式,因此,主機應使用11位串行數據格式,并且不使用奇偶校驗,將奇偶校驗位作多機通訊尋址標志使用。主機發(fā)送第一個字節(jié)時,奇偶校驗位強制為1,發(fā)送第二個字節(jié)時,奇偶校驗位強制為0。(見附錄一)
數據分類命令
數據分類命令指示從機回送的數據類型,數據分類命令編碼:0---127,昌暉AMF CP V1.1 僅使用0—9號編碼,其他編碼暫時保留。
五、AMF CP V1.1從機信息結構
從機接受到主機命令信息后,按命令要求回傳測量數據。
從機響應信息數據結構
從機響應主機命令,回送10個字節(jié)數據,分為命令段、數據段、校驗和、結束標志四部分。
1、命令段
命令段由兩字節(jié)組成:從機地址和數據分類命令,該段是將主機發(fā)來的信息直接返回,用于主機校驗從機對主機傳送信息中地址和命令響應的正確性。
2、數據段
由于流量計各測量數據長度、單位、符號等信息各不相同,因此,從機回傳的數據段按各命令具體定義。
(1)流量信息定義
數據段的D4、D3、D2、D1、D0五個字節(jié)組成十位流量測量數據,每字節(jié)表示兩位十進制數,每字節(jié)表示的十進制數值范圍:0-99。
主機恢復流量測量值十進制數據的算法:
a)流動方向
將D4D3D2D1D0 恢復成十六進制數據DATA_HEX;若DATA_HEX<80000000H則流動方向為正;若DATA_HEX>=80000000H則智能電磁流量計流體流動方向為負;
b)原數據
將DATA_HEX中的最高位(符號位)消掉,得到無符號原數據;即原數據=DATA_HEX與7FFFFFFFH;流量測量數據最大值為99999
D5字節(jié)以段位方式定義流量單位、小數點位置:
5位定義
流量單位定義:0----L/S(升/秒)
1----L/M(升/分)
2----L/H(升/時)
3----M3/S(立方米/秒)
4----M3/M(立方米/分)
5----M3/H(立方米/時)
小數點位置: 4 -------±.00000
5 -------±0.0000
6 -------±00.000
7 -------±000.00
8 -------±0000.0
9 -------±00000;
10 ------±00000×10
.
.
.
13-------±00000×10000
(2)流速信息定義
數據段的D4、D3、D2、D1、D0五個字節(jié)組成十位流速測量數據,每字節(jié)表示兩位十進制數,每字節(jié)表示的十進制數值范圍:0-99。
主機恢復流速十進制數據的算法:
a)流動方向將D4D3D2D1D0恢復成十六進制數據DATA_HEX;若DATA_HEX<80000000H則流動方向為正;若DATA_HEX>=80000000H則流動方向為負。
b)原數據
將DATA_HEX中的最高位(符號位)消掉,得到無符號原數據;即原數據=DATA_HEX與7FFFFFFFH;流量測速數據最大值為19.999。
D5無定義:
流速單位固定:m/S(米/秒)。
數點位置固定:±00.000。
(3)流量百分比信息定義
數據段的D4、D3、D2、D1、D0五個字節(jié)組成十位流量百分比測量數據,每字節(jié)表示兩位十進制數,每字節(jié)表示的十進制數值范圍:0-99。
主機恢復流量百分比十進制數據的算法:
a)流動方向
將D4D3D2D1D0 恢復成十六進制數據DATA_HEX;若DATA_HEX<80000000H則流動方向為正;若DATA_HEX>=80000000H則流動方向為負。
b)原數據
將DATA_HEX中的最高位(符號位)消掉,得到無符號原數據;即原數據=DATA_HEX與7FFFFFFFH;流量測量百分比數據最大值為999.99。
D5無定義:
向定義: 0-----流體正向流動
1-----流體反向流動
流量百分比單位固定:%
數點位置固定:±0000.0%
(4)流體電導比信息定義
數據段的D4、D3、D2、D1、D0五個字節(jié)組成十位電導比測量數據,每字節(jié)表示兩位十進制數。
主機恢復流體電導比十進制數據的算法:原數據=10000×D2+100×D1+D0;流體電導比測量數據最大值為999.9。
D5無定義。
流體電導比單位固定:%
小數點位置固定:000.0%
(5)正向流量累積信息定義
數據段的D4、D3、D2、D1、D0五個字節(jié)組成十位正向流量測量數據,每字節(jié)表示兩位十進制數。
主機恢復流量十進制數據的算法:原數據=100000000×D4+1000000×D3+10000×D2+100×D1+D0;流量累積數據最大值為4294967296(十六進制0FFFFFFFFH)。
D5字節(jié)以段位方式定義流量單位、小數點位置:
D5字節(jié)位定義
小數點位置及單位:0 ------- 1L
1 ------- 0.1L
2 ------- 0.01L
3 ------- 0.001L
4 ------- 1m3
5 ------- 0.1 m3
6 ------- 0.01 m3
7 ------- 0.001 m3
(6)反向流量累積信息定義
反向流量累積信息定義同正向流量累積信息定義。
(7)報警狀態(tài)信息定義
數據段的D1、D0兩個字節(jié)組成二進制報警狀態(tài)。
主機恢復報警狀態(tài)二進制數據的算法:原數據(二進制)=D0
報警狀態(tài)定義
(8)流量計管徑信息定義
數據段的D0字節(jié)指示流量計管徑
(9)禁止流量累積信息定義
從機接到該命令后,立即停止流量累積,并回送命令認可信息。停止流量累積延續(xù)時間為20秒,20秒后從機自動恢復流量累積計算。因此,若想連續(xù)禁止流量累積計算,必須以小于20秒的間隔,向從機發(fā)送該命令。該功能可用于斷續(xù)過程計量。
回送的命令認可信息由數據段的D4、D3、D2、D1、D0五個字節(jié)組成。
主機恢復命令認可信息碼的算法:命令認可信息碼=100000000×D4+1000000×D3+10000×D2+100×D1+D0;正確的命令認可信息碼=2A3A4A5AH(十六進制)。
(10)啟動流量累積信息定義
從機接到該命令后,立即啟動流量累積計算,并回送命令認可信息。該功能可用于斷續(xù)過程計量。
命令認可信息由數據段的D4、D3、D2、D1、D0五個字節(jié)組成。
主機恢復命令認可信息碼的算法:命令認可信息碼=100000000×D4+1000000×D3+10000×D2+100×D1+D0;正確的命令認可信息碼=5A4A3A2AH(十六進制)。
3.校驗和
從機回傳的數據校驗和為前八個字節(jié)的異或和。
異或和(byte8) = byte0 ⊕ byte1 ⊕ byte2 …………byte6 ⊕ byte7;
4.信息塊結束標志
從機以結束標志表示本次回傳信息塊完畢。結束標志編碼為:0AAH(通訊結束命令,十六進制格式)。
六、昌暉AMF CP V1.1通訊過程時序
通訊過程時序指編制通訊軟件時應遵從的時間間隔、延時、等待時間等。
1、主機發(fā)送時序
主機發(fā)送的兩個信息字節(jié)間的時間間隔最小為0,最大時間間隔為20毫秒,大于20毫秒,從機認為發(fā)送超時。
2、從機回傳時序
從機最小回傳響應時間為0,最大為10毫秒+11位傳送時間;從機每個回傳字節(jié)時間間隔最大為10毫秒+11位傳送時間。(11位傳送時間根據選用波特率計算出)
3、從機允許的通訊頻度
從機允許的通訊頻度為20次/每秒,大于該值,可能影響從機其他功能。
七、AMF電磁流量計通信協議波特率
昌暉AMF CP V1.1支持的通訊波特率為:600、1200、2400、4800、9600、14400。
八、AMF CP V1.1通訊數據塊偵錯信息
1、從機地址和數據分類命令回傳,主機可用于校對從機是否正確響應。
2、從機回傳字節(jié)異或和校驗,主機可用于校對是否有數據位錯誤。
3、從機回傳字節(jié)中B7 = 0為數據字節(jié),B7 = 1為命令字節(jié)。
4、從機回傳字節(jié)中的數據字節(jié)值不大于99。
5、從機回傳字節(jié)數長度固定,共十字節(jié)長度,主機可做長度檢驗。
6、從機回傳結束標志,主機可用于長度檢驗和數據字節(jié)定位。
九、AMF電磁流量計標準通訊網絡連接圖
附錄一 通訊實驗程序
(MSDOS TURBO C)
#incLude<stdio.h>
#incLude<io.h>
/* MODE setting */
#define BIT_5 0x00 /* Word Length define */
#define BIT_6 0x01
#define BIT_7 0x02
#define BIT_8 0x03
#define STOP_1 0x00 /* Stop bits define */
#define STOP_2 0x04
#define P_EVEN 0x18 /* Parity define */
#define P_ODD 0x08
#define P_SPC 0x38 /* Set tb = 0 */
#define P_MARK 0x28 /* Set tb = 1 */
#define P_NONE 0x00
#define I_RDA 0x01 /* EnabLe recieve-data-avaiLabLe interrupt */
#define I_TRE 0x02 /* EnabLe transmitter-hoLding-register-empty interrupt */
#define I_RLS 0x04 /* EnabLe recieve-Line-status interrupt */
#define I_MS 0x08 /* EnabLe modem-status interrupt */
#define I_NON 0x00 /* DisabLe interrupt */
#define B600 0xc0
#define B1200 0x60
#define B2400 0x30
#define B4800 0x18
#define B9600 0x0C
#define B14400 0x08
#define COM1_ADDR 0x3e8
unsigned char COMM_Buf[100];
unsigned char baud_rate;
unsigned int error_cnt;
void SioInit_1(void)
{
outportb(COM1_ADDR + 2, 0xcf); /* EnabLe FIFO and cLear FIFO */
outportb(COM1_ADDR + 3, 0x80); /* Set DLAB = 1 */
/* Set bps */
outportb(COM1_ADDR, baud_rate % 256);
outportb(COM1_ADDR + 1, baud_rate / 256);
outportb(COM1_ADDR + 3, BIT_8 | STOP_1 | P_MARK); /* 11 bits mode & P = 1 */
outportb(COM1_ADDR + 1, I_NON); /* disabLe interrupt */
}
void SioInit_0(void)
{
outportb(COM1_ADDR + 2, 0xcf); /* EnabLe FIFO and cLear FIFO */
outportb(COM1_ADDR + 3, 0x80); /* Set DLAB = 1 */
/* Set bps */
outportb(COM1_ADDR, baud_rate % 256);
outportb(COM1_ADDR + 1, baud_rate / 256);
outportb(COM1_ADDR + 3, BIT_8 | STOP_1 | P_SPC); /* 11 bits mode & P = 0 */
outportb(COM1_ADDR + 1, I_NON); /* disabLe interrupt */
}
int SioRecieve()
{ unsigned k;
for (k=0;k<10000;k++)
{if((inportb(COM1_ADDR + 5) & 1) == 1)
{ return inportb(COM1_ADDR); }
deLay(1);
}
return 0;
}
void SioSend(unsigned char data)
{ outportb(COM1_ADDR,data); /* Send data */
whiLe((inportb(COM1_ADDR + 5) & 0x40) == 0){}
}
main()
{ int i;
unsigned char ch_n;
unsigned char ch;
int cnnt;
baud_rate = B14400;
cnnt=0;
error_cnt = 0;
ch_n = 0;
for(;;) {
SioInit_1();
cnnt++;
cprintf("%03d ",cnnt);
cprintf("Send Data ");
ch = 0x03;
SioSend(ch);
outportb(COM1_ADDR + 3, BIT_8 | STOP_1 | P_SPC);
SioSend(ch_n);
ch_n = (ch_n + 1) & 7;
for (i=0;i<10;i++) { COMM_Buf[i] = SioRecieve(); }
deLay(20);
for (i=0;i<10;i++) { cprintf("%03d ",COMM_Buf[i]); }
if ((COMM_Buf[9] != 0xaa) && (COMM_Buf[9] != 0)) { error_cnt++; }
cprintf("%05d\n\r",error_cnt);
deLay(20);
}
}
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