常用几种通讯协议.doc

常用几种通讯协议ModbusModbus技术已成为一种工业标准。它是由Modicon公司制定并开发的。其通讯主要采用RS232，RS485等其他通讯媒介。它为用户提供了一种开放、灵活和标准的通讯技术，降低了开发和维护成本。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、数据地址和出错校验。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，返回数据和出错校验。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和识别。利用此通信协议，既可以询问网络上的其他设备，也能答复其他设备的询问，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和其他信息，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。BACnetBACnet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,数据压缩和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、实现和改造信息处理系统提供了功能上和概念上的框架。它是一个具有总体性的指导性标准,也是理解其它0SI标准的基础和前提。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、网络层和应用层。BACnet协议由以下几部分组成：楼宇自控设备功能和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)构架和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和制造自动化等应用领域。”OPC基础委员会主席Dave Rehbein是这样描述的OPC是以OLE/COM机制作为应用程序的通讯标准。OLE/COM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，获得其他对象和服务的起始类，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和稳定性，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。LONWorks美国Echelon公司于1990年12月向全世界推出了LONWorks Networks全分布智能控制网络技术。网络结构是客户/服务式。LONWorks技术是通用的总线，在工业控制系统中可同时应用在Sensor Bus、Device Bus、Field Bus等任何一层总线中。LONWorks技术，除了总线式网络结构之外，用户还可以选用任意形式的网络拓扑结构。网络通信介质也不受限制，可以是双绞线、电力线、光纤、无线、红外线等并可在同一网络中混合使用。LonTalkLONWorks技术所使用的通信协议称为LonTalk协议。LonTalk协议遵循由国际标准化组织(ISO)定义的开放系统互连(OSI)模型。以ISO的术语来说，LonTalk协议提供了OSI参考模型所定义的全部七层服务。LonTalk协议支持以不同通信介质分段的网络。LonTalk协议支持的介质包括双绞线、电力线、无线、红外线、同轴电缆和光纤。ODBC开放式数据库连接open database connectivity的首字母缩略词。Microsoft WOSA结构中的一种接口，为基于Windows的应用程序提供一种通用语言来访问网络数据库。西门子集成软件Insight 2000简介在信息技术高速发展的今天，使多个网络平台和网络协议的系统集成在一起成为可能。过去的智能化管理系统，都是独立于其他系统，这主要是因为当时的技术水平和某些产品专利限制所决定。现在，西门子Insight 2000集成管理系统，使管理人员可以通过网络中的任何一个终端来控制或监测设施内的任一设备情况，通过先进的技术将所有建筑设备子系统融为一体。一个理想的IBMS集成管理系统应该是从通用的信息技术中发展出来的，可以很方便地与各种网络相连。通过一个统一标准的通讯协议、可以无限地扩展新的系统应用，并可以扩展到未来新的网络上。西门子Insight 2000集成管理系统是将各建筑子系统的信息资源汇集到一个系统集成平台上，通过对资源的收集、分析、传递和处理，从而对整个大厦进行最优化的控制和决策，达到高效、经济、节能、协调运行状态，并最终与建筑艺术相结合，创造一个舒适、温馨、安全的工作环境。西门子楼宇科技集多年弱电总包的经验，设计了一套适合用户运行和管理人员使用的西门子Insight 2000集成管理系统。本系统以WEB服务器为中心对所有建筑设备子系统进行集中管理，工作平台为微软的Windows NT Server 4.0，加上微软的BackOffice，如Internet Information Server, Microsoft SQL Server关系型数据库，各子系统可以充分利用BackOffice的强大功能，使整个系统的数据得到共享。由于客户端采用浏览器方式，因此使本系统操作简便，易与掌握，同时整个系统充分利用了计算机网络作为信息传递的桥梁和通道。西门子Insight 2000集成平台Insight 2000是西门子最新推出的一个全新的IBMS集成平台，满足了控制层和网络层用户的需求。Insight 2000是一套IBMS的完全解决方案，为用户提供监控、集成、增值和响应等服务。它是由用户界面、对象服务器、驱动程序和物业管理程序组成。Insight 2000用户界面具有监控功能，可用于监测和控制楼宇内各子系统，如西门子Apogee楼宇管理系统，西门子Advantage安保系统等。Insight 2000用户界面在Windows 95/98/NT/2000上运行，并完全支持网络访问和国际互联网（Internet）。Insight 2000对象服务器是各子系统与上层软件的桥梁，它通过驱动程序与子系统通讯，并将接受到的实时数据及时地存储在系统的实时数据库中。然后，数据以树型结构方式提供给Insight 2000用户界面和物业管理程序。Insight 2000驱动程序是用于将楼宇内各子系统集成到Insight 2000对象服务器和Insight 2000驱动程序的解决方案组合。它连接到现场设备或工作站，并以信息为对象在企业内部网上发布。Insight 2000驱动程序附带的API可用于开发您自己的设备驱动程序。Insight 2000物业管理程序由一组用于管理大厦和设备的企业级应用程序组成。从控制中心到企业桌面系统，维修小组、业务经理、财务部门、设备供应商、承包人和承租人均可使用物业管理程序来创建一个更有效率的业务环境。Insight 2000物业管理程序建立在Microsoft Exchange和Lotus Notes的OA软件上，充分发挥OA软件和国际互联网（Internet）的强大功能，并提供一种协作环境来帮助企业管理其大厦和业务。Insight 2000物业管理程序是一套物业管理解决方案。从控制中心到用户桌面系统，Insight 2000物业管理程序可以满足包括维修小组、设备管理、采购人员、设备供应商、承包人和承租人在内的各种需求，提高了整个楼宇的物业管理水平。Insight 2000物业管理程序提供了数字神经系统（DNA），使用户可以协助管理设备的各种业务服务。建立在Microsoft Exchange和Lotus Notes平台上的Insight 2000物业管理利用了包括文档管理、电子邮件管理、日程安排和集成应用程序开发在内的组件。Insight 2000物业管理程序的开放式结构还允许用户添加第三方应用程序（如传真网关、联系人管理和员工离职管理），进一步实现运作管理的自动化。主要特点组件平台简化了不同设备管理小组之间的协作基于工作流根据业务流程模型发送和跟踪工作指令、作业申请单、采购单和其它单据无纸化处理自动执行工作指令和其它文档的创建、电子路由、跟踪和文档共享，以改善无纸化环境综合电子邮件管理易于进行自定义的视图可以自定义排序次序、调节栏的大小以及对视图进行过滤使信息查找更简便在一个桌面应用程序中访问信息和物业管理应用程序具有无人看管数据维