水表MODBUS-RTU通訊協(xié)議
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 | 讀數(shù)據(jù)寄存器 | 獲得水量操作 |
05H | 閥控操作 | 閥控操作 |
01H | 讀閥門狀態(tài) | 讀閥門狀態(tài) |
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，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。
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)一次請求的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)沒有限制，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 |
附：1、讀寫屬性：“R"只讀，讀參量用03H號(hào)命令；“R/W"可讀可寫，寫參量用10H號(hào)命令。禁止向未列出的或不具可寫屬性的地址寫入。
2、表的通訊地址和通訊速率出廠時(shí)給出，亦可通過本公司提供的軟件讀出。也可以通過協(xié)議設(shè)置。
3、表中所測讀數(shù)占4個(gè)字節(jié)，單位為m3。高位在前，低位在后，若讀出值為0012D687H（1234567），則計(jì)量值為1234567×0.01=12345.67m3。
水表地址碼為水表上8位灰色數(shù)字的兩位。例如：水表上為42316790，modbus地址為：90
2．閥門開控制
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 | 05H | 功能碼 | 05H |
起始地址 | 高字節(jié) | 00H | 高字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 00H | 起始地址 | 低字節(jié) | 00H |
寄存器數(shù)量 | 高字節(jié) | FFH |
低字節(jié) | 00H | 寄存器數(shù)據(jù) | 高字節(jié) | FFH |
CRC校驗(yàn)碼 | 高字節(jié) | 89H | 低字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | B2H | CRC校驗(yàn)碼 | 高字節(jié) | 44H |
| 低字節(jié) | 34H |
3．閥門關(guān)控制
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 | 05H | 功能碼 | 05H |
起始地址 | 高字節(jié) | 00H | 高字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 00H | 起始地址 | 低字節(jié) | 00H |
寄存器數(shù)量 | 高字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 00H | 寄存器數(shù)據(jù) | 高字節(jié) | 00H |
CRC校驗(yàn)碼 | 高字節(jié) | 48H | 低字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 72H | CRC校驗(yàn)碼 | 高字節(jié) | 44H |
| 低字節(jié) | 34H |
4．讀閥門狀態(tài)
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 | 01H | 功能碼 | 01H |
起始地址 | 高字節(jié) | 00H | 高字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 00H | 起始地址 | 低字節(jié) | 00H |
寄存器數(shù)量 | 高字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 00H | 寄存器數(shù)據(jù) | 高字節(jié) | 00H/FFH |
CRC校驗(yàn)碼 | 高字節(jié) | 48H | 低字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 72H | CRC校驗(yàn)碼 | 高字節(jié) | 44H |
| 低字節(jié) | 34H |
注：00H 關(guān)閥 FFH開閥
5．讀閥門異常狀態(tài)
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 | 01H | 功能碼 | 85H |
起始地址 | 高字節(jié) | 00H | 高字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 00H | 起始地址 | 低字節(jié) | 00H |
寄存器數(shù)量 | 高字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 00H | 寄存器數(shù)據(jù) | 高字節(jié) | 01H |
CRC校驗(yàn)碼 | 高字節(jié) | 48H | 低字節(jié) | 00H |
低字節(jié) | 72H | CRC校驗(yàn)碼 | 高字節(jié) | 44H |
| 低字節(jié) | 34H |
會(huì)員1.png)