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本课题采用高性能AVR单片机设计的开关柜智能操控装置提供RS485通讯接口,可进行串口通信。本文根据Modbus通讯协议的定义以及智能开关柜操控装置采集信息的种类和特点,完整地设计了该类智能开关柜操控装置与上位机通讯的Modbus-RTU通信协议,并采用VC++程序设计语言实现了该通讯协议。
1智能开关柜Modbus-RTU通讯协议设计
1.1Modbus-RTU通讯协议简介
Modbus通讯协议是由Modicon公司开发且已是工业领域全球最流行的通讯协议。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。
Modbus协议规定了消息、数据的结构、命令和应答的方式。数据通讯采用Maser/Slave方式,Master端发出数据请求消息,Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求。Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据,实现双向读写。
Modbus协议在一根通讯线上使用主从应答式连接(半双工),这意味着在一根单独的通讯线上信号沿着相反的两个方向传输。首先,主计算机的信号寻址到一台唯一的终端设备(开关柜),然后,终端设备发出的应答信号以相反的方向传输给主机。Modbus协议只允许在主机和终端设备之间通讯,而不允许独立的终端设备之间的数据交换,这样各终端设备不会在它们初始化时占据通讯线路,而仅限于响应到达本机的查询信号。
Modbus通讯规约包括RTU协议和ASCII协议。RTU(RemoteTerminalUnit)通讯方式采用8位二进制数据传输命令或数据,数据校验采用CRC循环冗余校验,通讯速度较快;ASCII通讯方式采用7位二进制表示的ASCII码进行通讯,数据校验采用奇偶校验或LRC逻辑冗余校验,通讯速度较慢。在一个通讯系统中,只能选用一种通讯方式。