常用几种通讯协议-常用的通信协议有哪些

常用几种通讯协议

Modbus

Modbus技术已成为一种工业标准。它就是由Modicon公司制定并开发的。其通讯主要采用RS232,RS485等其她通讯媒介。它为用户提供了一种开放、灵活与标准的通讯技术,降低了开发与维护成本。

Modbus通讯协议由主设备先建立消息格式,格式包括设备地址、功能代码、数据地址与出错校验。从设备必需用Modbus协议建立答复消息,其格式包含确认的功能代码,返回数据与出错校验。如果接收到的数据出错,或者从设备不能执行所要求的命令,从设备将返回出错信息。

Modbus通讯协议拥有自己的消息结构。不管采用何种网络进行通讯,该消息结构均可以被系统采用与识别。利用此通信协议,既可以询问网络上的其她设备,也能答复其她设备的询问,又可以检测并报告出错信息。

在Modbus网络上通讯期间,通讯协议能识别出设备地址,消息,命令,以及包含在消息中的数据与其她信息,如果协议要求从设备予以答复,那么从设备将组建一个消息,并利用Modbus发送出去。

BACnet

BACnet就是楼宇自动控制系统的数据通讯协议,它由一系列与软件及硬件相关的通讯协议组成,规定了计算机控制器之间所有对话方式。协议包括:(1)所选通讯介质使用的电子信号特性,如何识别计算机网址,判断计算机何时使用网络及如何使用。(2)误码检验,数据压缩与编码以及各计算机专门的信息格式。显然,由于有多种方法可以解决上述问题,但两种不同的通讯模式选择同一种协议的可能性极少,因此,就需要一种标准。即由ISO(国际标准化协会〉于80年代着手解决,制定了《开放式系统互联(OSI〉基本参考模式(Open System Interconnection/Basic Reference Model简称OSI/RM)IS0- 7498》。

OSI/RM就是ISO/OSI标准中最重要的一个,它为其它0SI标准的相容性提供了共同的参考,为研究、设计、实现与改造信息处理系统提供了功能上与概念上的框架。它就是一个具有总体性的指导性标准,也就是理解其它0SI标准的基础与前提。

0SI/RM按分层原则分为七层,即物理层、数据链路层、网络层、运输层、会话层、表示层、应用层。

BACnet既然就是一种开放性的计算机网络,就必须参考OSIAM。但BACnet没有从网络的最低层重新定义自己的层次,而就是选用已成熟的局域网技术, 简化0SI/RM,形成包容许多局域网的简单而实用的四级体系结构。

四级结构包括物理层、数据链路层、网络层与应用层。

BACnet协议由以下几部分组成:楼宇自控设备功能与信息数据的表示方式,五种规范局域网通讯协议以及它们之间相互通讯采用的协议。

OPC规范简介

由OPC Task Force制定的OPC(OLE for Process Control)规范于1996年8月正式诞生了,随着1997年2月Microsoft公司推出Windows95支持的DCOM技术,1997年9月新成立的OPC Foundation对OPC规范进行修改,增加了数据访问等一些标准,OPC规范得到了进一步的完善。

“OPC 基于Microsoft公司的 Distributed interNet Application (DNA) 构架与 Component Object Model (COM) 技术的,根据易于扩展性而设计的。OPC规范定义了一个工业标准接口,这个标准使得COM技术适用于过程控制与制造自动化等应用领域。”OPC基础委员会主席Dave Rehbein就是这样描述的

OPC就是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。OLE/COM就是一种客户/服务器模式,具有语言无关性、代码重用性、易于集成性等优点。OPC规范了接口函数,不管现场设备以何种形式存在,客户都以统一的方式去访问,从而保证软件对客户的透明性,使得用户完全从低层的开发中脱离出来。

基于OPC的软件结构如图

由图可见,应用程序与OPC服务器之间必须有OPC接口,OPC规范提供了两套标准接口:Custom 标准接口,OLE自动化标准接口。通常在系统设计中采用OLE自动化标准接口。

OLE自动化标准接口,及采用OLE自动化技术进行调用,其技术为上节所述的OLE自动化技术。OLE自动化标准接口定义了以下三层接口,依次呈包含关系。

OPC Server:OPC启动服务器,获得其她对象与服务的起始类,并用于返回OPC Group类对象;

OPC Group:存储由若干OPC Item组成的Group信息,并用于返回OPC Item类对象。

OPC Item:存储具体Item 的定义、数据值、状态值等信息。

由于OPC规范基于OLE/COM技术,同时OLE/COM的扩展远程OLE自动化与DCOM技术支持TCP/IP等多种网络协议,因此可以将OPC客户、服务器在物理上分开,分布于网络不同节点上。

OPC规范可以应用在许多应用程序中,如它们可以应用于从SCADA 或者DCS系统的物理设备中获取原始数据的最低层,它们同样可以应用于从SCADA 或者DCS系统中获取数据到应用程序中。实际上,OPC设计的目的就就是从网络上某节点获取数据。图4、2、2OPC的客户/服务器关系图同样描述了OPC在SCADA系统的应用。

采用OPC规范设计系统的好处

在进行新型微机远动系统的研制中,各个计算机以及各个模块的数据交换应该按照OPC规范进行。这样做有以下好处:

OPC规范以OLE/DCOM为技术基础,而OLE/DCOM支持TCP/IP等网络协议,因此可以将各个子系统从物理上分开,分布于网络的不同节点上。

OPC按照面向对象的原则,将一个应用程序(OPC服务器)作为一个对象封装起来,只将接口方法暴露在外面,客户以统一的方式去调用这个方法,从而保证软件对客户的透明性,使得用户完全从低层的开发中脱离出来。

OPC实现了远程调用,使得应用程序的分布与系统硬件的分布无关,便于系统硬件配置以及,使得系统的应用范围更广。

采用OPC规范,便于系统的组态化,将系统复杂性大大简化,可以大大缩短软件开发周期,提高软件运行的可靠性与稳定性,便于系统的升级与维护。

OPC规范了接口函数,不管现场设备以何种形式存在,客户都以统一的方式去访问,从而实现系统的开放性,易于实现与其它系统的接口。