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MODBUS遠(yuǎn)傳水表

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更新時(shí)間：2022-07-07 11:35:17瀏覽次數(shù)：269次

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珠海市駿銳科技有限公司

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MODBUS-rtu遠(yuǎn)傳水表是一種支持MODBUS通訊協(xié)議的具備遠(yuǎn)程傳輸、采集、管理、計(jì)量、監(jiān)控等功能的智能型水表，是有線遠(yuǎn)傳水表之中的一種，為供水單位和用水單位帶來(lái)了穩(wěn)定、有效的通訊方式，同時(shí)讓雙方感受到了計(jì)量與管理方面的便捷

詳細(xì)介紹

一般我們使用的MODBUS-rtu遠(yuǎn)傳水表采用的是MODBUS-rtu通訊協(xié)議，這種協(xié)議對(duì)于水表的校驗(yàn)碼、數(shù)據(jù)序列號(hào)等內(nèi)容作了詳細(xì)的定義，這些都是數(shù)據(jù)交換工作中必須具備的內(nèi)容。一般我們使用的MODBUS-rtu通訊協(xié)議都是采用的主從答應(yīng)式的連接，也就是一根通訊線上的信號(hào)可以沿著相反的兩個(gè)方向進(jìn)行傳輸，為工作人員提供了更準(zhǔn)確、更快捷的通訊方式，讓人們快速享受到了科技所帶來(lái)的計(jì)量?jī)?yōu)勢(shì)。

本水表使用了MODBUS-RTU通訊協(xié)議，MODBUS協(xié)議詳細(xì)定義了校驗(yàn)碼、數(shù)據(jù)序列等，這些都是特定數(shù)據(jù)交換的必要內(nèi)容。MODBUS協(xié)議在一根通訊線上使用主從應(yīng)答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨(dú)的通訊線上信號(hào)沿著相反的兩個(gè)方向傳輸。首先，主計(jì)算機(jī)的信號(hào)尋址到一臺(tái)的終端設(shè)備（從機(jī)），然后，終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號(hào)以相反的方向傳輸給主機(jī)。

MODBUS協(xié)議只允許在主機(jī)（PC，PLC等）和終端設(shè)備之間通訊，而不允許獨(dú)立的終端設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這樣各終端設(shè)備不會(huì)在它們初始化時(shí)占據(jù)通訊線路，而于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號(hào)。

MODBUS-RTU格式無(wú)起始字符和結(jié)尾字符，但需要加等待時(shí)間，等待時(shí)間不少于3.5個(gè)字符發(fā)送時(shí)間。

（1）傳輸方式

信息傳輸為異步方式，并以字節(jié)為單位，在主機(jī)和從機(jī)之間傳遞的通訊信息是10位字格式，包含1個(gè)起始位、8個(gè)數(shù)據(jù)位（最小的有效位先發(fā)送）、無(wú)奇偶校驗(yàn)位、1個(gè)停止位。

（2）數(shù)據(jù)幀格式

地址碼	功能碼	數(shù)據(jù)區(qū)	CRC校驗(yàn)碼
1字節(jié)	1字節(jié)	n字節(jié)	2字節(jié)

地址碼：地址碼在幀的開始部分，由一個(gè)字節(jié)（8位二進(jìn)制碼）組成，十進(jìn)制為0～255，在水表中只使用1～247,其它地址保留。這些位標(biāo)明了用戶的終端設(shè)備的地址，該設(shè)備將接收來(lái)自與之相連的主機(jī)數(shù)據(jù)。每個(gè)終端設(shè)備的地址必須是的，僅僅被尋址到的終端會(huì)響應(yīng)包含了該地址的查詢。當(dāng)終端發(fā)送回一個(gè)響應(yīng)，響應(yīng)中的從機(jī)地址數(shù)據(jù)便告訴了主機(jī)哪臺(tái)終端正與之進(jìn)行通信。

功能碼：功能碼告訴了被尋址到的終端執(zhí)行何種功能。下表列出了該系列儀表用到的功能碼，以及它們的意義和功能。

功能	定義	操作
03H/04H	讀數(shù)據(jù)寄存器	獲得一個(gè)或多個(gè)寄存器的當(dāng)前二進(jìn)制值
10H	預(yù)置多寄存器	設(shè)定二進(jìn)制值到一系列多寄存器中

數(shù)據(jù)區(qū)：數(shù)據(jù)區(qū)包含了終端執(zhí)行特定功能所需要的數(shù)據(jù)或者終端響應(yīng)查詢時(shí)采集到的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)的內(nèi)容可能是數(shù)值、參考地址或者設(shè)置值。例如：功能碼告訴終端讀取一個(gè)寄存器，數(shù)據(jù)區(qū)則需要指明從哪個(gè)寄存器開始及讀取多少個(gè)數(shù)據(jù)，內(nèi)嵌的地址和數(shù)據(jù)依照類型和從機(jī)之間的不同內(nèi)容而有所不同。

CRC校驗(yàn)碼：錯(cuò)誤校驗(yàn)（CRC）域占用兩個(gè)字節(jié)，包含了一個(gè)16位的二進(jìn)制值。CRC值由傳輸設(shè)備計(jì)算出來(lái)，然后附加到數(shù)據(jù)幀上，接收設(shè)備在接收數(shù)據(jù)時(shí)重新計(jì)算CRC值，然后與接收到的CRC域中的值進(jìn)行比較，如果這兩個(gè)值不相等，就發(fā)生了錯(cuò)誤。

生成一個(gè)CRC的流程為：

１、預(yù)置一個(gè)16位寄存器為0FFFFH（全1），稱之為CRC寄存器。

２、把數(shù)據(jù)幀中的個(gè)字節(jié)的8位與CRC寄存器中的低字節(jié)進(jìn)行異或運(yùn)算，結(jié)果存回CRC寄存器。

３、將CRC寄存器向右移一位，位填以0，位移出并檢測(cè)。

４、如果位為0，重復(fù)第三步（下一次移位）；如果位為1，將CRC寄存器與一個(gè)預(yù)設(shè)的固定值（0A001H）進(jìn)行異或運(yùn)算。

５、重復(fù)第三步和第四步直到8次移位。這樣處理完了一個(gè)完整的八位。

６、重復(fù)第2步到第5步來(lái)處理下一個(gè)八位，直到所有的字節(jié)處理結(jié)束。

７、最終CRC寄存器的值就是CRC的值。

此外還有一種利用預(yù)設(shè)的表格計(jì)算CRC的方法，它的主要特點(diǎn)是計(jì)算速度快，但是表格需要較大的存儲(chǔ)空間，該方法此處不再贅述，請(qǐng)參閱相關(guān)資料。

通信應(yīng)用格式詳解

（1）功能碼03H：讀寄存器

此功能允許用戶獲得設(shè)備采集與記錄的數(shù)據(jù)及系統(tǒng)參數(shù)。主機(jī)一次請(qǐng)求的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，但不能超出定義的地址范圍。

下面的例子是從01號(hào)從機(jī)讀1個(gè)采集到的基本數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)幀中每個(gè)地址占用2個(gè)字節(jié)）。采集的數(shù)據(jù)為總用水量（占用4個(gè)字節(jié)），其地址為00H

主機(jī)發(fā)送		發(fā)送信息	從機(jī)返回		返回信息
地址碼		01H	地址碼		01H
功能碼		03H	功能碼		03H
起始地址	高字節(jié)	00H	字節(jié)數(shù)		04H
	低字節(jié)	00H	寄存器數(shù)據(jù)	高字節(jié)	00H
寄存器數(shù)量	高字節(jié)	00H		低字節(jié)	12H
	低字節(jié)	02H	寄存器數(shù)據(jù)	高字節(jié)	D6H
CRC校驗(yàn)碼	高字節(jié)	C4H		低字節(jié)	87H
	低字節(jié)	0BH	CRC校驗(yàn)碼	高字節(jié)	44H
				低字節(jié)	34H