通讯协议解析基础知识

1、协议解析基础知识,2015.02,一、数字信息的基本概念 二、数字通讯的基本形式 三、串行通讯的字符 四、帧和主-从结构 五、通讯协议中的编码方法 六、Modbus通讯协议 七、CJ/T 188通讯协议 八、GB/T 26831通讯协议,一、数字信息的基本概念 二级制位（比特，bit）：数字信息的最小单位。 一个bit的值有两种可能：0或者1。 字节（Byte）：1Byte = 8bit 例如00000000、11111111、01010101 数字信息由诸多Byte组成，进而由诸多bit组成。,例如“你好”可以按GB2312标准编码为如下数字信息： 11000100 11100011 101

2、11010 11000011 这条数字信息由4个字节组成，并由32个位组成。,二、数字通讯的基本形式 串行通讯 在一条数据通道上，一位一位地依次传输字节的各个位。 例如串行传输“你好”，则 11000100111000111011101011000011,并行通讯 在多条数据通道上，一并传输字节的各个位。 例如并行传输“你好”，则 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1,仪表所使用的RS-485、M-bus通讯接口，均属于串行通讯接口。 串行通讯更适合于远距离通讯，其线间串扰小，信号完整性优于并行通讯。,三

3、、串行通讯的字符 在串行通讯中，数字信息的基本单元是“字符”。 一个“字符”包含以下内容： 开始位（1位） 数据位（8位，即1字节） 校验位（0位或1位） 停止位（1位） 一个“字符”由10位或11位组成，1字节数据包括在字符中。,当然，也有7位数据位、2位停止位、附加1位地址位的情况。 在通讯解析时，开始位、检验位、停止位等是隐藏的，只有数据字节对我们是可见的。 注意，和波特率一样，校验位（无校验/奇校验/偶校验）作为一项通讯参数，在采集设备上的设定必须和仪表保持一致。,四、帧和主-从结构 帧：由若干字节组成，能表达一组完整的信息。 目前在仪表上应用的通讯协议，基本均采用主-从结构。即采集设

4、备发出命令帧，仪表返回数据帧。 通讯协议的主要内容就是对命令帧和数据帧的帧结构作出说明。,采集设备,仪表,命令帧,数据帧,五、通讯协议中的编码方法 在通讯协议中，字节是以十六进制数表示的。即“xxH”的形式，H表示该数为十六进制。 十六进制和十进制的转换（例如地址转换） 1) 手算转换 2) 计算器软件转换,BCD码 BCD码有多种，我们采用的是8421码。 8421码：用十六进制的表面形式，表达一个十进制数。 例如 12345678H 12345678（十进制） 12345678H = 305419896（十进制） 对8421码，以十六进制观察数据帧是简便的。,表示,BCD码 例如：仪表响应

5、 26H 41H 4AH 00H 01H 35H 79H 取出数据部分的第1316字节00H 01H 35H 79H 代表十进制数值00013579 根据协议，该数值代表13579 1000 = 13.579m3,ASCII码 ASCII码是一种英语字符编码。字符中包含大/小写英文字母、数字、符号等，每个字符用1个字节表示。,ASCII码 例如，30H代表字符“0” 31H代表字符“1” 39H代表字符“9” 2DH代表字符“-”（负号） 对ASCII码，以字符形式观察数据帧是简便的。,ASCII码 例如：仪表响应 26H 3AH 00H 00H 2DH 31H 32H 33H 34H 35H

6、 36H 37H 31H 32H 33H 取出数据部分的第3547字节并转为ASCII码 代表十进制数值-1234567123 根据协议，该数值代表-1234567123 1000 = -1234567.123m3,整型和长整型 整型和长整型都是计算机领域基本的数据类型，基本的数据表达方式。 整型（int）用2个字节表达一个整数，如 27H 10H表示10000 长整型（long）用4个字节表达一个整数，如 07H 5BH CDH 15H表示123456789,Modbus协议中使用的整型和长整型都是有符号的。 整型转换为十进制数的方法 1、在计算器中选择十六进制、单字。 2、输入整型码。 3

7、、切换至二进制，观察位数，如果位数 = 16 则表明是负数，需要按一下“+/-”键。 4、切换至十进制。 例如：F9H 00H = -1792 79H 00H = 30976,长整型转换为十进制数的方法 1、在计算器中选择十六进制、双字。 2、输入整型码。 3、切换至二进制，观察位数，如果位数 = 32 则表明是负数，需要按一下“+/-”键。 4、切换至十进制。 例如：FFH F6H F8H BEH = -591682,浮点型 浮点型也是计算机领域基本的数据类型，基本的数据表达方式。 仪表中使用的浮点型确切地说是单精度浮点型（float），它用4个字节表示一个浮点数。 例如，42H F6H E

8、9H 79H表示123.456 一般可以使用小工具软件进行转换。,六、Modbus通讯协议 Modbus通讯协议是为PLC（可编程逻辑控制器）拟定的，它是工业通信领域的标准协议。 Modbus通讯协议中的数据有ASCII和RTU两种编码方式。仪表采用RTU方式，即使用长整型或浮点型表达数据。 仪表仅支持03号命令：读保持寄存器,六、Modbus通讯协议 寄存器：PLC中，每个寄存器占用2个字节 由于浮点型和长整型数据占用4个字节，所以需要占用2个寄存器。 例如插入式超声热量表Modbus通讯协议中， 累积流量占用0002H和0003H两个寄存器； 流速占用000AH和000BH两个寄存器。,六

9、、Modbus通讯协议 命令帧格式（均为16进制值） 41 03 00 00 00 19 8A C0 41设备地址65 03功能码：读保持寄存器 00 00起始寄存器地址 = 0 00 19读取寄存器数量 = 25 8A C0CRC校验,六、Modbus通讯协议 数据帧格式（均为16进制值） 41 03 32 59 2B 41设备地址65 03功能码：读保持寄存器 32寄存器数据字节数 = 50（252） 中间为各寄存器数据 59 2BCRC校验,六、Modbus通讯协议 在寄存器中，高字节在前。 例如，12345的长整型为00003039H，我们的仪表会按顺序发出00H 00H 30H 39H，而不是39H 30H 00H 00H。 00003039 高 低,六、Modbus通讯协议 在一些软件中，将高字节在前的情况称之为 Long Inverse Float Inverse 练习解析数据帧,七、CJ/T 188通讯协议 CJ/T 188通讯协议是为户用计量仪表集中抄表而设计的。是城建行业