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2019

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水質(zhì)分析儀等環(huán)境檢測(cè)設(shè)備的數(shù)字信號(hào)的采集

作者：

啟恒環(huán)保

數(shù)字量信號(hào)采集
 
 
在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的物理量稱為數(shù)字量，常見的數(shù)字量信號(hào)包括RS232\RS485等。
 
 
 
1、RS232，RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是 EIA-RS-232C 標(biāo)準(zhǔn)，如下圖：
 
 
 
 
 
許多常用的RS232采用三線制，即2腳-RXD（接收）、3腳-TXD（發(fā)送）、5腳-GND（地線）。
 
 
 
 
當(dāng)數(shù)采儀通過RS232方式接收在線設(shè)備的數(shù)據(jù)時(shí)，數(shù)采儀的串口與在線設(shè)備的串口之間交叉連接，如下圖：
 
 
 
 
 
RXD:接收數(shù)據(jù)（Received data-RxD）,通過RxD線終端接收從MODEM發(fā)來的串行數(shù)據(jù)。
 
TXD:發(fā)送數(shù)據(jù)（Transmitted data-TxD）,通過TxD終端將串行數(shù)據(jù)發(fā)送到MODEM。
 
GND:地線,保護(hù)地和信號(hào)地，無(wú)方向。
 
 
RS232是通過一串不同的高低電平信號(hào)來表示數(shù)據(jù)的，在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=-3V～-15V ,邏輯0(SPACE)=+3～+15V ，數(shù)采儀與在線設(shè)備兩個(gè)之間進(jìn)行通信，雙方必須有統(tǒng)一的約定，這個(gè)約定就是通信規(guī)約，規(guī)約定義好數(shù)據(jù)的傳輸速度、每個(gè)字節(jié)代表的意義、數(shù)據(jù)的校驗(yàn)方式等。
 
例：某污水流量計(jì)通訊規(guī)約
 
接口標(biāo)準(zhǔn)
 
標(biāo)準(zhǔn)RS232接口
 
9600波特率，1個(gè)開始位，8個(gè)數(shù)據(jù)位，1個(gè)停止位
 
通訊協(xié)議
 
小流量計(jì)每秒鐘發(fā)送一次瞬時(shí)流量和累計(jì)流量，
 
瞬時(shí)流量單位為升/秒，累計(jì)流量單位為立方米。
 
格式如下：
 
@@ABCDEFGH&&
 
其中：
 
@@為包頭，固定不變；
 
ABCD為4字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)，表示每秒鐘的瞬時(shí)流量，單位為升/秒；
 
EFGH為4字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)，表示累計(jì)流量，單位為立方米；
 
&&為包尾，固定不變；
 
每條數(shù)據(jù)信息長(zhǎng)度為12個(gè)字節(jié)；
 
舉例
 
設(shè)小流量計(jì)在某一秒鐘發(fā)送出以下數(shù)據(jù)（16進(jìn)制表示）：
 
 
40 40 40 E9 99 9A 43 52 4C CD 26 26
 
 
根據(jù)通訊協(xié)議分析得：
 
 
40 40:包頭，ascii為@@
 
 
40 E9 99 9A : 4字節(jié)浮點(diǎn)數(shù),值為7.3
 
 
43 52 4C CD: 4字節(jié)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)，210.3。
 
 
26 26：包尾，ascii為&&
 
 
該例表示這一秒鐘的流量為7.3升。累計(jì)流量為210.3立方米。
 
 
2、RS-485:
 
 
RS485與RS232類似，可以看做是RS232的一個(gè)變種，RS485一般只有兩根線，數(shù)采儀與在線設(shè)備通過分時(shí)段
占用這兩根線來傳輸數(shù)據(jù)，電氣特性與RS232不同：邏輯“1”以兩線間的電壓差為+(0.2~6)V表示；邏輯“0”以兩
線間的電壓差為-(0.2~6)V表示。數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps 。接口是采用平衡驅(qū)動(dòng)器和差分接收器的組合，
抗共模干擾能力增強(qiáng)，即抗噪聲干擾性好。最大的通信距離約為500m，傳輸速率與傳輸距離成反比，在
100Kb/S的傳輸速率下，才可以達(dá)到最大的通信距離，如果需傳輸更長(zhǎng)的距離，需要加485中繼器。
 
 
3、開關(guān)量信號(hào)采集：
 
 
開關(guān)量信號(hào)：開關(guān)量信號(hào)比較簡(jiǎn)單，只是通過0、1來反應(yīng)設(shè)備的某種狀態(tài)、如開關(guān)、啟停、左右等，相對(duì)于模
擬信號(hào)——信號(hào)的大小、方向在時(shí)間上是連續(xù)變化的。開關(guān)量信號(hào)的變化不是連續(xù)的，即跳躍變化，故又有脈沖
信號(hào)的說法。相對(duì)于模擬信號(hào)它具有抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，但是他表示的數(shù)據(jù)方式比較簡(jiǎn)單，一般不能表達(dá)復(fù)雜
的狀態(tài)。