通讯协议解析基础知识

通讯协议解析基础知识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/T188通讯协议八、GB/T26831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：11000100111000111011101011000011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11111101011000100010100001110101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、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12345678H12345678（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26H41H4AH……00H01H35H79H……取出数据部分的第13~16字节00H01H35H79H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26H3AH……00H00H2DH31H32H33H34H35H36H37H31H32H33H……取出数据部分的第35~47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27H10H表示10000长整型（long）用4个字节表达一个整数，如07H5BHCDH15H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、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：F9H00H=-179279H00H=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：FFHF6HF8HBEH=-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，42HF6HE9H79H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、Modbus通讯协议命令帧格式（均为16进制值）4103000000198AC041——设备地址6503——功能码：读保持寄存器0000——起始寄存器地址=00019——读取寄存器数量=258AC0——CRC校验六、Modbus通讯协议数据帧格式（均为16进制值）410332……592B41——设备地址6503——功能码：读保持寄存器32——寄存器数据字节数=50（25×2）中间为各寄存器数据592B——CRC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00H00H30H39H，而不是39H30H00H00H。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LongInverseFloatInverse练习解析数据帧七、CJ/T188通讯协议CJ/T188通讯协议是为户用计量仪表集中抄表而设计的。是城建行业标准。练习解析数据帧七、CJ/T188通讯协议数据域高字节在前。八、GB/T26831通讯协议《GB/T26831社区能源计量抄收系统规范》国家标准对应欧洲标准EN13757，即通常所说的13757协议练习阅读通讯协议1、明确目的2、筛选有用信息，忽略无用信息练习解析数据帧