淺析現(xiàn)場(chǎng)通訊技術(shù)(已修改)
2025-07-26 00:35 本頁(yè)面
【正文】 現(xiàn)場(chǎng)通訊技術(shù)摘要 本文對(duì)通訊的基本概念介紹，加以分析了常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)通訊接口，并且以我廠的電能表協(xié)議為例詳細(xì)的介紹了通訊的協(xié)議關(guān)鍵字 通訊 串行 接口 協(xié)議1 通訊的概念 通訊基礎(chǔ)通訊簡(jiǎn)而言之就是兩個(gè)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行通訊或以一個(gè)計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備進(jìn)行通訊。它一般分為串行通訊與并行通訊并行通訊——數(shù)據(jù)各位同時(shí)傳送串行通訊——數(shù)據(jù)一位一位順序傳送，如（圖11）。圖11 并行通信與串行通信 從圖中可以看到，并行通訊數(shù)據(jù)有多少位就要有多少條傳送線，而串行通訊只要一條傳送線。串行通訊節(jié)省傳送線，特別是當(dāng)位數(shù)很多，傳輸距離很長(zhǎng)時(shí)，這個(gè)優(yōu)點(diǎn)更突出。但串行通訊速度慢。若并行通訊傳送需要的時(shí)間為T，則串行傳送至少為NT（其中N為位數(shù)）。電子式多功能電能表與外界通訊都是串行的。下面將對(duì)串行通訊進(jìn)一步介紹。 波特率（Baud rate）CPU要想把自已內(nèi)部的數(shù)據(jù)以數(shù)據(jù)流的方式串行傳送給外界，必須規(guī)定一個(gè)發(fā)送速度，外界要想收到這些串行數(shù)據(jù)也必須按同一速度接收。這個(gè)傳送速度就叫波特率。如CPU以每積1200位二進(jìn)制數(shù)碼的發(fā)送速度向外發(fā)送，外界設(shè)備也必須以每秒1200位速度才能把這些二進(jìn)制數(shù)碼接收下來(lái)，我們稱其傳送速度為1200波特，每位傳送時(shí)間Td為波特率的倒數(shù)： 波特率是串行通訊重要參數(shù)，波特率也是衡量信道頻寬的指標(biāo)。假設(shè)計(jì)算機(jī)從傳送開(kāi)始到傳送結(jié)束都以同樣的波特率把自己的所有數(shù)據(jù)串行傳送給外界，這種傳送方式稱為串行同步傳送。串行同步傳送一般用兩條傳送線，一條傳同步信號(hào)，一條傳數(shù)據(jù)。 圖12 同步傳送 上圖CPU可把10010┅一串?dāng)?shù)據(jù)源源不斷地傳送給外界。用同步信號(hào)前沿辯認(rèn)數(shù)據(jù)是“1”還是“0”，同步信號(hào)起著協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)與外界的收發(fā)速率的作用。兩條線對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸也是不可取的，成本很高，如果取消同步信號(hào)，只是規(guī)定相同的波特率，由于計(jì)算機(jī)與外界之間速率差異，積累誤差越來(lái)越大，可能發(fā)生“認(rèn)錯(cuò)”現(xiàn)象。為了解決“錯(cuò)認(rèn)”問(wèn)題提出異步通訊概念。 異步通訊基本方法是把串行數(shù)據(jù)流分成若干組，每組二進(jìn)制數(shù)目個(gè)數(shù)相等。一組二進(jìn)制數(shù)組成一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字符。典型的字符格式下圖（13） 圖13 字符格式一個(gè)字符由一個(gè)起始位，一個(gè)停止位，812數(shù)據(jù)位和一個(gè)奇偶校驗(yàn)位組成。起始位下降邊指示傳送開(kāi)始。從這一時(shí)刻開(kāi)始按雙方約定的波特率傳送數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。停止位數(shù)據(jù)變?yōu)椤?”，下邊是空閑位，等待下一個(gè)起始位再傳送。從上面介紹中我們知道所謂異步串行通訊是字符與字符之間異步的，字符內(nèi)部以起始位下降邊為起點(diǎn)，還是同步的。 單工與雙工 （a）單工 （b）半雙工 （c）雙工 圖14 通信方式 串行通訊中，數(shù)據(jù)在通訊線路上傳送方式有三種：?jiǎn)喂し绞?、半雙工方式和全雙工方式。單工方式：如（圖14a）只允許數(shù)據(jù)按一個(gè)固定方向傳送，A只能發(fā)送，叫發(fā)送器，B方只能接受，叫接收器。 （圖14b）為半雙工：數(shù)據(jù)既能從A傳到B，也能由B傳到A，因此A、B都是收發(fā)器，但由于A、B之間只有一條線，信號(hào)只能分時(shí)在兩個(gè)方向傳輸，不能同時(shí)雙向傳輸，所以稱為半雙工。在待命時(shí)，A、B雙方向都處于接受方式以便隨時(shí)響應(yīng)對(duì)方的呼叫。 （圖14c）為全雙工：A、B都是收發(fā)器，且由于相互之間有兩根線，A、B可同時(shí)接收或發(fā)送。顯然，為了實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸，發(fā)、收資源必須完全獨(dú)立，數(shù)據(jù)通道必須完全分開(kāi)。在A、B雙方控制邏輯的協(xié)調(diào)下，才可以實(shí)現(xiàn)真正的雙工方式。2 常用的接口RS23RS422與RS485都是PCM設(shè)備上常用的串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，都是由電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）制訂并發(fā)布的，RS232在1962年發(fā)布。RS422是一種單機(jī)發(fā)送、多機(jī)接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，被命名為TIA/EIA422A標(biāo)準(zhǔn)，RS是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫，422為標(biāo)識(shí)號(hào)，A表示修改次數(shù)。RS422是由RS232發(fā)展而來(lái)的，改進(jìn)RS232通信距離短、速率低的缺點(diǎn)，而且抗干擾能力強(qiáng)。RS422定義了一種平衡通信接口，將傳輸速率提高到10Mbps，傳輸距離
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