基于RS—485网络通信协议的设计.pptVIP

基于RS—485的通信协议设计 主讲人：常召锋 王 娜 刘 晨 任 超 李鹏华 总体设计思想 本设计的硬件环境：5个485节点（1个主计算机节点，4个从计算机节点）。 通信协议模型采用通用串行协议，及串行通信的主从式介质访问方式实现网络的控制，如右图所示： 从机3 从机1 主机 从机2 从机4 协议设计 发送数据 a、通信起始位（5AH）、停止位（A5H） b、数据发送(D标识)、广播时钟同步（T） 数据接收 接收方接收到数据后先对其通过差错检验来判 断所接受到的数据是否正确，当有错误时，拟采用重发数据做相应的差错处理。 轮询查询 当从机有信息要发送时可通过主机周期性的轮询查询实现，从节点只有对主节点的轮询做出应答后，才能得到发送报文的机会。 字节传送过程 起始位标识（1位二进制数） Data(8位二进制数) 结束位标识（1位二进制数） 起始位标识（1位二进制数） Data(8位二进制数) 结束位标识（1位二进制数） 接收到的数据data 一字节data(8位二进制数) 发送 接收 协议消息流 主机 从机 地址 发送信息 从机回复 返回数据 结束操作 首先由主机发送地址信号到485总线上，从机收到信号后，与本机的地址比较，如果一致则发送信号，如果不一致，则等待其他从机的回复信号，收到信号后，继续等待操作结束信号，最终将再次进入轮询等待主机的地址信号状态信号。主机在收到从机信号后，发送命令字符，从机接收并返回数据，主机接受完数据后在总线上播送结束操作命令，使得所有从机重新进入等待地址状态。 定时数据通信 数据发送 接收数据 节点之间的通信 从节点如果收到了一个正确无误的报文，而且报文中的地址与自己的节点地址相同，则需要应答，才能得到发送报文的机会；如果主节点在规定的时间内收到了应答报文，就表明主节点与从节点之间已经建立好连接，可以进行数据传输。 在数据传输过程中，如果从节点之间需要传输数据的话，需先将数据传输给主节点，再由主节点传输给所需要送达的从节点；从节点与从节点之间不能直接通信。 数据发送帧格式 类型 帧头 帧类型标志 地址 数据长度 数据 CRC校验 帧尾 字节数 2 1 2 2 4 2 备注 字符“5A” 作为帧头 采用字母‘D’作为帧类型标志 原始发送机地址在前，接受机地址在后 由十六进制转换成char型发送 字节数由“数据长度”决定 采用CRC16校验，将校验结果转换成char型 字符“A5” 作为帧尾 接收机回复帧格式 类型 帧头 帧类型标志 地址 收到的数据是否正确 CRC校验 帧尾 字节数 2 1 2 1 4 2 备注 字符“5A” 作为帧头 采用字母‘R’作为帧类型标志 原始发送机地址在前，接受机地址在后 “Y”/“N” 采用CRC16校验，将校验结果转换成char型 字符“A5” 作为帧尾 广播通信 在广播模式下，主节点发送广播信息（时间），其他节点必须接受信息（时间），主节点给总线上所有从节点发送报文，广播报文地址域的字符无效，从节点无需对收到的广播报文发出应答信息。从而使各节点时钟都与主节点时钟同步。 报文包括帧头、帧类型标识、时间信息、CRC校验和帧尾。 时钟同步帧格式 类型 帧头 帧类型标志 时间信息 CRC校验 帧尾 字节数 2 1 14 4 2 备注 字符“5A” 作为帧头 采用字母‘T’作为帧类型标志 年/月/日/时/分/秒 采用CRC16校验，将校验结果转换成char型 字符“A5” 作为帧尾 错误检测 差错检测 CRC校验 差错纠正 ARQ CRC校验 原理：收发双方约定一个生成多项式G(x)，发送方根据发送的数据和G(x)计算出CRC校验和并把它加在数据的末尾。接收方则用G(x)去除接收到的数据，若有余数，则传输有错。 检错能力：可检出所有奇数个错；可检出所有单位/双位错；可检出所有≤G(x)长度的突发错。 ARQ（重新传输） 特点： 当检测到一个错误时，接收端自动的请求重新传输这条信息，即自动重传。 每发送一帧就需要一个应答帧。 只重传刚才出错的帧。 从机接收数据应答帧格式 类型 帧头 帧类型标志 地址 收到的数据是否正确 CRC校验 帧尾 字节数 2 1 2 1 4 2 备注 字符“5A” 作为帧头 采用字母‘R’作为帧类型标志 原始发送机地址在前，接受机地址在后 “Y”/“N”