【摘要】用rs485串行通讯构成的总线型的分布式数据采集系统,数据采集模块可以进行单独采集测量,但采集结果需由上位机进行数据显示,保存,分析处理等操作,系统上层软件基于delphi开发平台,采用简单的非重叠i/o模式,通过合理的设置,有效地解决了i/o读写阻塞问题,增强了系统运行可靠性;由于采用分布式i/o采集模块,整个系统具备良好的扩展性。
【关键词】串行通讯 delphi rs485 分布式数据采集
串行通讯因其线路简单,开发相对比较容易,所以经常应用于各种监控、测试和自动化设备中。而rs485串行总线接口采用平衡发送和差分接收的方式进行数据通讯,较rs232提高了抗共模干扰能力和传输距离,其在适当的波特率下通讯距离可以达到1千米以上。rs485总线可用于多个带有rs485接口设备的互连,以实现数据高速远距离传送,其连线十分方便,鉴于以上优点,rs485总线在工业控制现场得到了广泛的应用。
一、系统设计
本系统采用一台pc作为上位机,采集系统通过若干块研华adam4000系列i/o模块完成,系统原理图如图1所示。
上位机的rs232串行口通过adam4520 rs232/rs485转换器转换为rs485总线,adam4000系列通过adam4520跟上位机(pc)进行通讯。各个采集模块设有自己惟一的地址,且各个模块之间不进行信息交换,一切通讯受上位机控制。开始时,所有下位机都处于监听状态,等待上位机发出指令。当上位机发出指令时,所有的采集模块都接收并且将其中的地址帧与自己的地址比较, 如果相同则继续接收后面的指令或数据,若不同则不予理睬。
系统通过从模块中采集到的数据,显示在软件中,通过软件的开发,可以对数据进行保存,分析等自动化操作。
二、通讯协议
本系统采用半双工异步通讯,下位机以串行中断方式接收。
adam4520模块已经帮我们把rs232的字符串信号转换成rs485的信号后,此信号就可以在rs485网络上传送了。而一个串行通讯进行之前必须先就传输的状态条件进行设置,adam4000系列的分布式模块所使用的校验位检查方式是none,数据位长度是8,停止位长度是1,模块的速度可以有多种选择,最高可以达到115200bps。分布式模块的命令格式被分成送出与响应两个部分,其中送出部分由计算机下达命令给分布式模块,由5个片段组成,如图2。
在分布式模块中,上位机会根据实际需求向模块发出指令,上位机在发送指令后如接收到下位机的应答则认为指令发送成功,可以发送下一个指令,否则重新发送此指令。模块在接收到正确的指令后送回执行结果,这个被传送回来的字符串由以下5个部分组成,如图3。
三、软件设计
采集软件的设计是完成整个系统的关键,我们使用mscomm控件作为串口的操作控件,通过下面4个简单步骤完成系统功能的设计。
1.通讯端口的打开
begin
rt=1 //确定串口号
gs=“9600,n,8,1” //波特率的设定,校验方式,数据位,停止位
en=true//打开串口
end
2.指令送出
begin
:=’$01’+chr(13) //读取地址为01的模块数据
end
3.数据接收
begin
:= //把接收的数据显示在edit1控件上
end
4.结束系统
begin
close;
end
以上是单个功能的设计,实际设计中要复杂得多,下面是本人在设计使用的一个过程函数
procedure acomm(sender: tobject);
var
sss:ansistring; //串口数据
ci:byte; //di,do模块判断
qii:integer;//串口故障对比
begin
if not en then exit;
if intadamcly<1 then exit;
qii:=ent;//读串口故障号(1004-帧错误)
if qii=1008 then ercount :=0; //接收溢出
if qii=1010 then fercount :=0;//发送溢出
//if qii<>2 then exit;//=2接收到预定数的字,中断时用此句
//读串口数据
sss:=;
ercount :=0;//清接收缓冲区
//数据和接收显示
ci:=intadamcly;//模块号
:=sss;
[13,ci]:=sss;//显示
if length(sss)<2 then exit;
:=+1;
if mod 2=1 then :=clolive
else :=cllime;
//ad、di数据转换、显示
if (ci<1) or (ci>cons_modnad+cons_modndi) or (sss='') then exit;
if sss[1]='!' then padamdatachange_di(ci,sss);//di数字量
if sss[1]='>' then padamdatachange_ad(ci,sss);//ad模拟量
end;
系统的上位机软件采用delphi开发平台,移植微软的mscomm控件,利用它可以方便地对串口操作,加快了开发进度。在设计上位机软件时需要考虑到pc机速度比单片机速度快的因素,在传送数据时要适当加入延时,以确保系统的正常运行。
四、结语
本文阐述的系统结构和通讯方法已在广西工学院
汽车工程系中得到实际应用,取得了良好的效果,具有很好的实用性。
参考文献:
[1]范逸之,陈立元.delphi与rs-232串行通讯控制.清华大学出版社.
[2]adam4000系列说明书.台湾研华工控.
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