基于RS485接口的DGL通信协议（修改）

1.       前言

在常见的数字式磁致伸缩液位计中，多采用RS485通信方式。但RS485标准仅对物理层接口进行了明确定义，并没有制定通信协议标准。因此，在RS485的基础上，派生出很多不同的协议，不同公司均可根据自身需要设计符合实际情况的通信协议。并且，RS485允许单总线多机通信，如果通信协议设计不好，就会造成相互干扰和总线闭锁等现象。如果在一条总线上挂接不同类型的产品，由于协议不一样，很容易造成误触发，造成总线阻塞，使得不同产品对总线的兼容性很差。

随着RS485的发展，Modicon公司提出的MODBUS协议逐步得到广泛认可，已在工业领域得到广泛应用。而MODBUS的协议规范比较烦琐，并且每字节数据仅用低4位（范围：0~15），在信息量相同时，对总线占用时间较长。

DGL协议是根据以上问题提出的一种通信协议。在制定该协议时已充分考虑以下几点要求：

a.         兼容于MODBUS 。也就是说，符合该协议的从机均可挂接到同一总线上。

b.         要适应大数据量的通信。如：满足产品在线程序更新的需要(未来功能)。

c.         数据传输需稳定可靠。对不确定因素应加入必要的冗错措施。

d.         降低总线的占用率，保证数据传输的通畅。

2.       协议描述

为了兼容其它协议，现做以下定义：

通信数据均用1字节的16进制数表示。从机的地址范围为：0x80～0xFD，即：MSB=1；命令和数据的数值范围均应控制在0~0x7F之间。即：MSB=0，以区别地址和其它数据。

液位计的编码地址为：0x82~0x9F。其初始地址(出厂默认值)为：0x81。

罐旁表的编织地址为：0xA2~0xBF。其初始地址(出厂默认值)为：0xA1。

其它地址用于连接其它类型的设备，也可用于液位计、罐区表地址不够时的扩充。

液位计的命令范围为：0x01~0x2F，共47条，将分别用于参数设定、实时测量、诊断测试、在线编程等。

通信的基本参数为：4800波特率，1个起始位，1个结束位。字节校验为奇校验。

本协议的数据包是参照MODBUS RTU 通信格式编写，并对其进行了部分修改，以提高数据传输的速度。另外，还部分参照了HART协议。其具体格式如下：

ADDRESS

COMMAND

Byte Count

DATA

Check SUM

地址

命令

字节数

数据

校验和

1 Byte

1 Byte

=n, 1 Byte

n Byte

1 Byte

80~9F

01~2F

00~10

0~7F

0~7F

表中，数据的最大字节数为16个。也就是说，整个数据包最长为20个字节。

“校验和”是其前面所有数据异或得到的数值，然后将该数值MSB位清零，使其满足0~7F的要求。在验证接收数据包的“校验和”是否正确时，可将所有接收数据(包括“校验和”)进行异或操作，得到的数据应＝0x80。这是因为，只有“地址”的MSB=1，所以异或结果的MSB也必然等于1。

本协议不支持MODBUS中所规定的广播模式。

3.       时序安排

在上电后，液位计将先延迟10秒，等待电源稳定。然后，用5秒的时间进行自检和测试数据。接着产品进入待机状态并打开RS485通信接口，等待主机的请求。因此，主机应在液位计上电20秒后，再将液位计置为工作状态，进行测量操作。

液位控制器（HMT-900或H-1000）主要用于液位计的供电和防爆安全隔离。主机可通过RTS信号控制（HMT-900或H-1000）供给液位计的电源。当RTS有效时，电源将被打开。因此，液位计的电源是可以通过主机软件控制的。

在现场应用中，主机软件的工作时序一般应遵循以下几个步骤。

1)      在开主机前，并认真检查各相关设备的电源和电缆连接情况。

2)      在启动主机软件时，打开相应串行端口。使能RTS信号，给液位计上电。

3)      软件初始化操作，延迟20秒。

4)      读液位计的相应参数，然后将液位计置为工作状态。

5)      此时，主机可进入正常的轮训、记录、显示、报警等工作