通讯协议标准

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页数：__________基于RS485接口的DGL通信协议（修改）

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北京华美特科贸有限公司

二○○二年十二月六日

1.前言

在常见的数字式磁致伸缩液位计中，多采用RS485通信方式。但RS485标准仅对物理层接口进行了明确定义，并没有制定通信协议标准。因此，在RS485的基础上，派生出很多不同的协议，不同公司均可根据自身需要设计符合实际情况的通信协议。并且，RS485允许单总线多机通信，如果通信协议设计不好，就会造成相互干扰和总线闭锁等现象。如果在一条总线上挂接不同类型的产品，由于协议不一样，很容易造成误触发，造成总线阻塞，使得不同产品对总线的兼容性很差。

随着RS485的发展，Modicon公司提出的MODBUS协议逐步得到广泛认可，已在工业领域得到广泛应用。而MODBUS的协议规范比较烦琐，并且每字节数据仅用低4位（范围：0~15），在信息量相同时，对总线占用时间较长。

DGL协议是根据以上问题提出的一种通信协议。在制定该协议时已充分考虑以下几点要求：

a.兼容于MODBUS 。也就是说，符合该协议的从机均可挂接到同一总线上。

b.要适应大数据量的通信。如：满足产品在线程序更新的需要(未来功能)。

c.数据传输需稳定可靠。对不确定因素应加入必要的冗错措施。

d.降低总线的占用率，保证数据传输的通畅。

2.协议描述

为了兼容其它协议，现做以下定义：

通信数据均用1字节的16进制数表示。从机的地址范围为：0x80～0xFD，即：MSB=1；

命令和数据的数值范围均应控制在0~0x7F之间。即：MSB=0，以区别地址和其它数据。

液位计的编码地址为：0x82~0x9F。其初始地址(出厂默认值)为：0x81。

罐旁表的编织地址为：0xA2~0xBF。其初始地址(出厂默认值)为：0xA1。

其它地址用于连接其它类型的设备，也可用于液位计、罐区表地址不够时的扩充。

液位计的命令范围为：0x01~0x2F，共47条，将分别用于参数设定、实时测量、诊断测试、在线编程等。

通信的基本参数为：4800波特率，1个起始位，1个结束位。字节校验为奇校验。

本协议的数据包是参照MODBUS RTU 通信格式编写，并对其进行了部分修改，以提高数据传输的速度。另外，还部分参照了HART协议。其具体格式如下：

表中，数据的最大字节数为16个。也就是说，整个数据包最长为20个字节。

“校验和”是其前面所有数据异或得到的数值，然后将该数值MSB位清零，使其满足0~7F 的要求。在验证接收数据包的“校验和”是否正确时，可将所有接收数据(包括“校验和”)进行异或操作，得到的数据应＝0x80。这是因为，只有“地址”的MSB=1，所以异或结果的MSB也必然等于1。

本协议不支持MODBUS中所规定的广播模式。

3.时序安排

在上电后，液位计将先延迟10秒，等待电源稳定。然后，用5秒的时间进行自检和测试数据。

接着产品进入待机状态并打开RS485通信接口，等待主机的请求。因此，主机应在液位计上电20秒后，再将液位计置为工作状态，进行测量操作。

液位控制器（HMT-900或H-1000）主要用于液位计的供电和防爆安全隔离。主机可通过RTS 信号控制（HMT-900或H-1000）供给液位计的电源。当RTS有效时，电源将被打开。因此，液位计的电源是可以通过主机软件控制的。

在现场应用中，主机软件的工作时序一般应遵循以下几个步骤。

1)在开主机前，并认真检查各相关设备的电源和电缆连接情况。

2)在启动主机软件时，打开相应串行端口。使能RTS信号，给液位计上电。

3)软件初始化操作，延迟20秒。

4)读液位计的相应参数，然后将液位计置为工作状态。

5)此时，主机可进入正常的轮训、记录、显示、报警等工作。

主机软件的主要工作是通过RS485总线和各个液位计进行DGL格式的数据包通信。因此，通信时序安排的好坏显得很重要。在本协议中，主机只能有1个，并完全控制总线，任何从机在没有主机请求时，必需保持接收状态。在设计从机电路时，应保证从机在上电时不能出现对总线的占用(发送状态)，哪怕是很短的时间。以免增加系统功耗，影响其“本质安全”性能。

虽然主机控制着总线，但在总线空闲状态，主机也应处于接收状态。只有在向指定的从机发送请求数据包时，才进入发送状态。主机的发送接收状态切换由其串口的DTR信号控制，可称为

MDTR

MDTR

在T5(T7时刻)

T6-T5=~, T7-T6=10~60ms, T8-T7=1~。一次通信的最长时间将控制在160ms以内。两次数据包通信的间隔应≥20ms。

根据以上描述和规定，我们就可以精确地进行主机和从机的通信控制。并根据可能出现的各种通信错误和故障，进行冗错设计。

4.命令定义

命令0x01 通信协议识别码

请求数据：0byte

应答数据：3byte 字符串“DGL”44,47,4C

命令0x02 地址更改

请求数据：1byte NewAdr-0x80

应答数据：1byte NewAdr-0x80

注：应答数据中仍保留为原来地址不变

命令0x03, 0x4 保留

命令0x05 读厂家名

请求数据：0byte

应答数据：10byte 字符串“ALMRT Ltd.”

命令0x06 读产品类型

请求数据：0byte 无

应答数据：8byte DT0~7

浮子数温度测点外管类型测杆材料安装形式防爆类型x x

命令0x07 读产品杆长

请求数据：0byte 无

应答数据：2byte DT0，DT1

基数：2mm，范围：≤20m，GL= (DT1*128+DT0)*2mm

命令0x08 读温度测点位置

请求数据：0byte

应答数据：5byte DT0~4 对应于VT1~5位置相对杆长的百分数（0~99）。

命令0x09 读产品序列号

请求数据：0byte 无

应答数据：4byte 具体待定，存于MCU EEPROM中。

命令0x0A 读电路和程序的版本号

请求数据：0byte

应答数据：2byte DT0 电路版本，DT1程序版本

命令0x0B 读零点校准参数数据

请求数据：0byte

应答数据：8byte DT0~7

Level1Zero=((DT2*128+DT1)*128+DT0)* DT3<>0, 数据求反

Level2Zero=((DT6*128+DT5)*128+DT4)* DT7<>0, 数据求反

命令0x0F 设置产品工作状态

请求数据：1byte DT0=0，产品工作；DT0<>0，产品待机；

应答数据：1byte 和请求数据相同。

命令0x10 读液位1（Level1，油面）数据

请求数据：0byte