淺析基于Rs485的PC與智能儀表通信系統(tǒng)設(shè)計

王芳

摘要：PC與智能儀表通信系統(tǒng)設(shè)計是一項復(fù)雜工作，并且該項設(shè)計對技術(shù)有著較高要求，如果采用的技術(shù)不合理，無法完成相應(yīng)的設(shè)計工作。下面，針對RS-485～/PCL5智能儀表通信系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行全面分析，希望文中內(nèi)容對相關(guān)工作人員，以及行業(yè)的發(fā)展都可以有所幫助。

關(guān)鍵詞：RS-485;PC;通信系統(tǒng);智能儀表

近幾年，隨著科技的飛速發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)過程中的控制已經(jīng)出從傳統(tǒng)的單機(jī)控制不斷朝著集中、集散控制，而隨著計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，逐漸進(jìn)入到了網(wǎng)絡(luò)時代。RS-485在實際應(yīng)用期間，其具有網(wǎng)絡(luò)簡單、性能優(yōu)異等優(yōu)點，這也使其被廣泛應(yīng)用到了分布式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)中，其也被廣泛應(yīng)用到了的遠(yuǎn)距離傳輸中，為了充分發(fā)揮其作用，要做好PC與智能儀表通信系統(tǒng)設(shè)計作業(yè)。

1RS-485概述

智能儀表是二十世紀(jì)八十年代單片技術(shù)不斷發(fā)展，成熟而來的一項現(xiàn)階設(shè)備，智能儀表占據(jù)了儀表的主要市場，這是主要是企業(yè)在不斷發(fā)展過程中對于信息化的需求。現(xiàn)代企業(yè)在進(jìn)行儀表選擇時，一個必要條件就是要有聯(lián)網(wǎng)通信接口，初期階段是數(shù)據(jù)模擬信號輸出的一個簡單過程，后來儀表接口在應(yīng)用期間采用的接口為RS-232。這種類型的接口在具體應(yīng)用期間，就是采取點對點方式完成相應(yīng)的通信，這種類型的通信方式在具體應(yīng)用過程中的一項缺點就是無法實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)，因此，在信息技術(shù)快速發(fā)展的今天，顯然無法滿足人們需求，而隨著科技的發(fā)展，后期處理的RS-485，使無法聯(lián)網(wǎng)問題得到了解決。

2系統(tǒng)硬件設(shè)計分析

采用高性能的CPU，其能夠滿足系統(tǒng)在運(yùn)行過程中需求。系統(tǒng)中芯片在實際運(yùn)行期間的發(fā)送和接收功能都利用芯片完成相應(yīng)控制，采用光耦合成器對單機(jī)片進(jìn)行隔離，通過這種處理方式，能夠防止單機(jī)片在應(yīng)用期間遭受到的各種干擾。將一電阻接在總線末端，在進(jìn)行電阻連接時，要對電阻大小進(jìn)行測量，確保最終連接的電阻大小與整個系統(tǒng)情況相符。通過對該電阻的應(yīng)用，能夠完成對總線上的反射信號進(jìn)行吸收，確保每個信號都干凈，不存在毛刺情況，從實際情況來看，匹配電阻的具體取值大小要與總線中的特性阻抗相匹配，進(jìn)而確保系統(tǒng)在應(yīng)用過程中的穩(wěn)定性，避免發(fā)生事故。

3系統(tǒng)軟件設(shè)計分析

3.1系統(tǒng)通訊流程

計算機(jī)與儀表在具體應(yīng)用期間采取的應(yīng)當(dāng)方式為主從應(yīng)當(dāng)，系統(tǒng)中的主設(shè)備可以獨(dú)自與從設(shè)備進(jìn)行通信，也可以通過廣播設(shè)備與從設(shè)備通信。系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，若采取單獨(dú)方式通信，設(shè)備會返回一條信息，通過返回信息實現(xiàn)回應(yīng)，若在實際查詢時采用廣播形式，則不會實現(xiàn)任何回應(yīng)。

對于采用的智能儀表來說，通常都利用固化的通信協(xié)議，以及相應(yīng)的工作指令的單機(jī)片，該單機(jī)片在應(yīng)用期間能夠發(fā)揮出良好的作用，此時，智能儀表可以讓用戶提前對本機(jī)地址碼進(jìn)行設(shè)定，并且，各項地址碼都不可以重復(fù)，避免對系統(tǒng)的應(yīng)用造成不良影響。需要相關(guān)人員注意的是，在開發(fā)智能儀表軟件時，要嚴(yán)格遵循Modbus協(xié)議通信幀結(jié)構(gòu)，詳細(xì)解析上位機(jī)在運(yùn)行過程中的具體傳輸命令，對于非呼叫對象來說，要及時再次恢復(fù)，系統(tǒng)中的呼叫儀表要地系統(tǒng)中的命令代碼進(jìn)行詳細(xì)解析，同時，要完成功能處理，針對出現(xiàn)的非法命令操作，要及時對出現(xiàn)的報錯信息進(jìn)行回送。

3.2設(shè)計程序

（1）下位機(jī)數(shù)據(jù)處理程序

系統(tǒng)在運(yùn)行期間，上位機(jī)將數(shù)據(jù)傳送給下位機(jī)，要先對地址與本地地址信息是否一致進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，如果地址一致，表明是與本機(jī)進(jìn)行通信。數(shù)據(jù)被下位機(jī)接收后，對接收到的各項數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行科學(xué)處理，再將信息內(nèi)容返回給主機(jī)相應(yīng)信息內(nèi)容。依據(jù)Modbus協(xié)議，在進(jìn)行信息發(fā)送時，時間停頓間隔應(yīng)當(dāng)以3.5個字符為標(biāo)準(zhǔn)。

（2）上位機(jī)數(shù)據(jù)處理程序

上位機(jī)在運(yùn)行期間要嚴(yán)格遵循Modbus協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送。進(jìn)行數(shù)據(jù)接收時，因為事件驅(qū)動在具體接收期間，硬件會受到影響，這會導(dǎo)致硬件在應(yīng)用過程中發(fā)生中斷，因此，這種接收方式也被稱作軟中斷接收，這種中斷方式在應(yīng)用過程中具有效率高，消耗好等特點。需要注意的是，采用軟中斷方法進(jìn)行事件驅(qū)動，針對這一現(xiàn)象，對于數(shù)據(jù)接收處理的具體效率與查詢接收法相比，前者效率更高。因此，在實際設(shè)計期間，采取事件驅(qū)動方式進(jìn)行設(shè)計，確保最終設(shè)計的合理性，使設(shè)計的上位處理程序作用能夠得到合理發(fā)揮，滿足應(yīng)用需求。

4結(jié)束語

PC與智能儀表通信設(shè)計時，相應(yīng)的工作人員要對系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行全面分析，在實際設(shè)計過程中，要P2RS-485為基礎(chǔ)，完成系統(tǒng)設(shè)計工作，具體設(shè)計過程中要從硬件與軟件兩個方面人手，做好相應(yīng)的分析工作，保證硬件設(shè)計和軟件設(shè)計的合理性，使通信系統(tǒng)性能可以滿足應(yīng)用需求。