SDI-12总线说明.docVIP

基于SDI-12总线（通信协议）的数据采集技术（一） 概述：目前SDI-12产品越来越丰富，应用也越来越广泛，关键在于其智能化，数字化。众多仪器厂商，系统集成商，开始关注该项技术，几乎所有的数据采集器生产商都在自己的产品中增加了SDI-12总线接口，在大趋势的推动下，传感器厂家也开始加入这个协议。通过SDI-12组建的数据采集系统结构简洁，由于使用了总线技术，所有的传感器连接在一条SDI-12总线上，所以放弃了以往的复杂接线，让用户一目了然，即使供应商不提供服务，用户自己也能很好的来改变观测方案甚至是对系统升级。关于SDI-12的技术背景SDI-12? Serial Digital Interface 即串行数字接口，是一种基于微处理器的智能化传感器系统。SDI-12通讯标准是由美国水文组织提出的的一种串行数据通讯接口协议，在SDI-12协会支持下，近年来欧美国家在环境监测中加以推广使用。此技术广泛应用在工农业多参数测控、江河湖海的水文和气象等地球环境监测、养殖和食品生产中，可以远距离传送数据。 目前此协议必威体育精装版的版本是2005年7月18号公布的V1.3版，这个标准版本是V1.2版的升级版。SDI-12小组的技术支持遍及全球。国外有很多从事智能传感器开发的公司对SDI-12通信技术的应用都非常成熟，生产了一大批高性能智能传感器和数据采集系统产品。国内近年来从事SDI-12传感器开发的公司逐步兴起，有些公司也开发出了很多不错的SDI-12智能传感器。我国的SDI-12技术也已应用到如气候变化追踪、水采集及水测试、生态调查、土壤监测、农业及气候分析等领域。 一、关于接口、总线与通信协议我们常见的RS232、RS485、RS422、CAN等这些都是接口标准，它并没有规定通信的内容，在定义了接口的机械与电气标准后，各种组织或厂家制定出标准的通信内容约定，即形成通信协议。在这些协议的约定下，各生产厂家的相同或不同类型的产品可以兼容在一起组成网络。这些设备都是并联在接口上的，形成总线连接方式，同时它也限定接入总线的数量。SDI-12既约定了接口的电气规范又约定了通信的内容。但在其软件协议功能优越性的推动下，一些厂家也在RS485接口的产品上使用了该协议的通信格式。SDI-12总线技术属于单线总线技术，即在一根数据线上进行双向半双工数据交换，但这并不代表一根电线就可以进行数据传输了，它是和电源线的负极共用的。在短距离的应用中它并不强调线路使用双绞线，对计算机通信有过研究的人都知道，数字信号的传输距离和线路的阻抗匹配有很大关系，用平行线路做为数据传输的物理层，会在很大程度上缩短通信距离，这是由于构成通信信号电流回路的两根线在处于并行时，这条线路的电容增加，对传输的数字脉冲的上升沿和下降沿---产生畸变，造成接收方无法辨认是“1”或是“0”。另一个影响通信距离的因素是通信速率bps/S,即每秒传输的数据位数。通信速率越高，对线路的要求越高。因此在进行远距离通信中，选用双绞线是有必要的。??? 但这对于SDI-12总线来说，情况好多了，SDI-12总线的通信速率为1200bps/S。二、SDI-12接口标准规范内容1．接口的电气性能接口规定了总线使用三芯电缆，定义如下： 一根为串行数据线，双向半双工通信一根为12V供电线，向传感器供电一根为地线，即作为电源的回路又作为数据信号线的回路。?? 2．串行数据的逻辑和电压值 二进制值????????????????????? 电压范围?? 1??????????????????????? -0.5V? — 1.0V?? 0???????????????????????? 3.5V — 5.5V 3．SDI-12传感网络结构 ? ? ? ? ? 三、SDI-12的通信协议 1．通信速率和字帧结构协议规定了通信的波特率为1200字帧结构?起始位： 1?数据位： 7?校? 验： 偶校验停止位： 12．可实现特性所有在SDI-12总线上发送的字符必须是可印刷的ASCII字符。所有的指令以地址码开始，以“！”为结束符。所有的传感器响应以地址码开始，以为结束符。3．SDI-12的地址范围规范约定地址由0-9 、a-z、A-Z ，出厂初始化地址为0，但大部分厂家没有对这个范围进行限制，经过实验验证，所有的可显示的键盘码都可以做为地址，但建议用户在地址资源充足的情况下，不要将地址设置超出该范围，以免带来不必要的麻烦。四、SDI-12传感器1．传感器的特点传感器自身具有微处理器，可以实现适合自身特点的算法可以通过指令对其进行校准内部采用EEPROM，用来放置校准信息和其他配置信息。单总线的串行接口简化了数据采集器的设计传感器在未来的发展上可以独立完成