AMF电磁流量计通信协议

2016/7/15 21:02:33 人评论 次浏览 分类:流量测量  文章地址:http://www.textrasoft.com/tech/908.html

本电磁流量计通信协议针对AMF智能电磁流量计工业应用设计,通信协议版本:AMF CP V1.1。通信协议主要用于电磁流量计实时数据采集、流量测量及流量累计控制。
电磁流量计

一、主机系统通讯部件要求

国际标准RS-485通讯接口部件,不小于10Bytes的通信缓冲区(FIFO),支持600、1200、2400、4800、9600、14400通讯波特率,支持半双工通讯模式。通讯程序应允许FIFO,从机要求主机FIFO不小于10Bytes。

二、协议结构
AMF CP V1.1协议遵从基本开放系统互连(OSI)参考模型,基本开放系统互连参照模型提供通讯系统基本结构和要素,但昌晖AMF CP V1.1协议使用简化的OSI参照模型,仅采用1、2和7层。基本开放系统互连参考模型

三、AMF电磁流量计通信协议物理结构
AMF电磁流量计的网络通讯接口在物理结构上采用电气隔离方式,隔离电压1500伏。通讯数据传输接口为半双工方式,标准通讯速率大于250khz,通讯方向转换时间3.5uS。通讯接口电气标准遵从RS-485国际标准。
昌晖AMF CP V1.1协议可用于星型式网络结构和总线式网络结构。标准通讯连接介质为屏蔽双绞线。


四、AMF CP V1.1主机信息结构

AMF CP V1.1协议为主从扫描式通讯协议,每次通讯过程均由主机发起,然后从机进行响应,回传规定的信息,完成一次通讯过程。
主机至从机信息结构

主机发送至从机的信息由两字节组成,第一字节为从机地址,其编码:0-127(最高二进制位另有定义),第一字节为数据分类命令(下表定义)。从机通讯缓冲区(FIFO)为两字节,因此,主机发送至从机的两字节可连续发送,不必留时间间隔。
从机工作在多机通讯方式,因此,主机应使用11位串行数据格式,并且不使用奇偶校验,将奇偶校验位作多机通讯寻址标志使用。主机发送第一个字节时,奇偶校验位强制为1,发送第二个字节时,奇偶校验位强制为0。(见附录一)
数据分类命令

数据分类命令指示从机回送的数据类型,数据分类命令编码:0---127,昌晖AMF CP V1.1 仅使用0—9号编码,其他编码暂时保留。

五、AMF CP V1.1从机信息结构
从机接受到主机命令信息后,按命令要求回传测量数据。
从机响应信息数据结构

从机响应主机命令,回送10个字节数据,分为命令段、数据段、校验和、结束标志四部分。
1、命令段
命令段由两字节组成:从机地址和数据分类命令,该段是将主机发来的信息直接返回,用于主机校验从机对主机传送信息中地址和命令响应的正确性。 
2、数据段
由于流量计各测量数据长度、单位、符号等信息各不相同,因此,从机回传的数据段按各命令具体定义。
(1)流量信息定义
数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位流量测量数据,每字节表示两位十进制数,每字节表示的十进制数值范围:0-99。

主机恢复流量测量值十进制数据的算法:
a)流动方向
将D4D3D2D1D0 恢复成十六进制数据DATA_HEX;若DATA_HEX<80000000H则流动方向为正;若DATA_HEX>=80000000H则智能电磁流量计流体流动方向为负; 
b)原数据
将DATA_HEX中的最高位(符号位)消掉,得到无符号原数据;即原数据=DATA_HEX与7FFFFFFFH;流量测量数据最大值为99999
D5字节以段位方式定义流量单位、小数点位置:
5位定义

流量单位定义:0----L/S(升/秒)
              1----L/M(升/分)
              2----L/H(升/时)
              3----M3/S(立方米/秒)
              4----M3/M(立方米/分)
              5----M3/H(立方米/时)
小数点位置:  4 -------±.00000
              5 -------±0.0000
              6 -------±00.000
       7 -------±000.00
       8 -------±0000.0
       9 -------±00000;
             10 ------±00000×10
         .  
         .
         .
       13-------±00000×10000
(2)流速信息定义
数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位流速测量数据,每字节表示两位十进制数,每字节表示的十进制数值范围:0-99。

主机恢复流速十进制数据的算法:
a)流动方向将D4D3D2D1D0恢复成十六进制数据DATA_HEX;若DATA_HEX<80000000H则流动方向为正;若DATA_HEX>=80000000H则流动方向为负。       
b)原数据
将DATA_HEX中的最高位(符号位)消掉,得到无符号原数据;即原数据=DATA_HEX与7FFFFFFFH;流量测速数据最大值为19.999。
D5无定义:
流速单位固定:m/S(米/秒)。
数点位置固定:±00.000。

(3)流量百分比信息定义
数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位流量百分比测量数据,每字节表示两位十进制数,每字节表示的十进制数值范围:0-99。

主机恢复流量百分比十进制数据的算法:
a)流动方向
将D4D3D2D1D0 恢复成十六进制数据DATA_HEX;若DATA_HEX<80000000H则流动方向为正;若DATA_HEX>=80000000H则流动方向为负。
b)原数据
将DATA_HEX中的最高位(符号位)消掉,得到无符号原数据;即原数据=DATA_HEX与7FFFFFFFH;流量测量百分比数据最大值为999.99。
D5无定义:
向定义: 0-----流体正向流动
         1-----流体反向流动
流量百分比单位固定:%
数点位置固定:±0000.0%

(4)流体电导比信息定义
数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位电导比测量数据,每字节表示两位十进制数。

主机恢复流体电导比十进制数据的算法:原数据=10000×D2+100×D1+D0;流体电导比测量数据最大值为999.9。
D5无定义。
流体电导比单位固定:%
小数点位置固定:000.0%

(5)正向流量累积信息定义
数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位正向流量测量数据,每字节表示两位十进制数。

主机恢复流量十进制数据的算法:原数据=100000000×D4+1000000×D3+10000×D2+100×D1+D0;流量累积数据最大值为4294967296(十六进制0FFFFFFFFH)。
D5字节以段位方式定义流量单位、小数点位置:
D5字节位定义

小数点位置及单位:0 ------- 1L
         1 ------- 0.1L
         2 ------- 0.01L 
         3 ------- 0.001L
         4 ------- 1m³
         5 ------- 0.1 m³
         6 ------- 0.01 m³     
         7 ------- 0.001 m³

(6)反向流量累积信息定义
反向流量累积信息定义同正向流量累积信息定义。

(7)报警状态信息定义
数据段的D1、D0两个字节组成二进制报警状态。

主机恢复报警状态二进制数据的算法:原数据(二进制)=D0
报警状态定义


(8)流量计管径信息定义

数据段的D0字节指示流量计管径


(9)禁止流量累积信息定义

从机接到该命令后,立即停止流量累积,并回送命令认可信息。停止流量累积延续时间为20秒,20秒后从机自动恢复流量累积计算。因此,若想连续禁止流量累积计算,必须以小于20秒的间隔,向从机发送该命令。该功能可用于断续过程计量。
回送的命令认可信息由数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成。

主机恢复命令认可信息码的算法:命令认可信息码=100000000×D4+1000000×D3+10000×D2+100×D1+D0;正确的命令认可信息码=2A3A4A5AH(十六进制)。

(10)启动流量累积信息定义
从机接到该命令后,立即启动流量累积计算,并回送命令认可信息。该功能可用于断续过程计量。
命令认可信息由数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成。

主机恢复命令认可信息码的算法:命令认可信息码=100000000×D4+1000000×D3+10000×D2+100×D1+D0;正确的命令认可信息码=5A4A3A2AH(十六进制)。

3.校验和
从机回传的数据校验和为前八个字节的异或和。
异或和(byte8) = byte0 ⊕ byte1 ⊕ byte2 …………byte6 ⊕ byte7;
4.信息块结束标志
从机以结束标志表示本次回传信息块完毕。结束标志编码为:0AAH(通讯结束命令,十六进制格式)。

六、昌晖AMF CP V1.1通讯过程时序
通讯过程时序指编制通讯软件时应遵从的时间间隔、延时、等待时间等。
1、主机发送时序
主机发送的两个信息字节间的时间间隔最小为0,最大时间间隔为20毫秒,大于20毫秒,从机认为发送超时。
2、从机回传时序
从机最小回传响应时间为0,最大为10毫秒+11位传送时间;从机每个回传字节时间间隔最大为10毫秒+11位传送时间。(11位传送时间根据选用波特率计算出)
3、从机允许的通讯频度
从机允许的通讯频度为20次/每秒,大于该值,可能影响从机其他功能。

七、AMF电磁流量计通信协议波特率
昌晖AMF CP V1.1支持的通讯波特率为:600、1200、2400、4800、9600、14400。

八、AMF CP V1.1通讯数据块侦错信息
1、从机地址和数据分类命令回传,主机可用于校对从机是否正确响应。
2、从机回传字节异或和校验,主机可用于校对是否有数据位错误。
3、从机回传字节中B7 = 0为数据字节,B7 = 1为命令字节。
4、从机回传字节中的数据字节值不大于99。
5、从机回传字节数长度固定,共十字节长度,主机可做长度检验。
6、从机回传结束标志,主机可用于长度检验和数据字节定位。

九、AMF电磁流量计标准通讯网络连接图
        附录一  通讯实验程序
           (MSDOS TURBO C)

#incLude<stdio.h>
#incLude<io.h>

/*  MODE setting        */
#define BIT_5       0x00            /* Word Length define   */
#define BIT_6       0x01
#define BIT_7       0x02
#define BIT_8       0x03

#define STOP_1      0x00            /* Stop bits define */
#define STOP_2      0x04

#define P_EVEN      0x18            /* Parity define    */
#define P_ODD       0x08
#define P_SPC       0x38            /* Set tb = 0       */
#define P_MARK      0x28            /* Set tb = 1       */
#define P_NONE      0x00

#define I_RDA       0x01       /* EnabLe recieve-data-avaiLabLe interrupt */
#define I_TRE       0x02   /* EnabLe transmitter-hoLding-register-empty interrupt */
#define I_RLS       0x04       /* EnabLe recieve-Line-status interrupt */
#define I_MS        0x08       /* EnabLe modem-status interrupt */
#define I_NON       0x00       /* DisabLe interrupt */

#define B600        0xc0
#define B1200       0x60
#define B2400       0x30
#define B4800       0x18
#define B9600       0x0C
#define B14400      0x08

#define COM1_ADDR  0x3e8

unsigned char  COMM_Buf[100];
unsigned char   baud_rate;
unsigned int error_cnt;

void SioInit_1(void)
{
  outportb(COM1_ADDR + 2, 0xcf);   /* EnabLe FIFO and cLear FIFO  */
  outportb(COM1_ADDR + 3, 0x80);   /* Set DLAB = 1  */

  /* Set bps */
  outportb(COM1_ADDR,     baud_rate % 256);
  outportb(COM1_ADDR + 1, baud_rate / 256);

  outportb(COM1_ADDR + 3, BIT_8 | STOP_1 | P_MARK);   /* 11 bits mode & P = 1 */
  outportb(COM1_ADDR + 1, I_NON);                     /* disabLe interrupt */
}

void SioInit_0(void)
{
  outportb(COM1_ADDR + 2, 0xcf);             /* EnabLe FIFO and cLear FIFO  */
  outportb(COM1_ADDR + 3, 0x80);             /* Set DLAB = 1  */

  /* Set bps */
  outportb(COM1_ADDR,     baud_rate % 256);
  outportb(COM1_ADDR + 1, baud_rate / 256);
  outportb(COM1_ADDR + 3, BIT_8 | STOP_1 | P_SPC);  /* 11 bits mode & P = 0 */
  outportb(COM1_ADDR + 1, I_NON);                   /* disabLe interrupt */
}

int SioRecieve()
{ unsigned k;
  for (k=0;k<10000;k++)
    {if((inportb(COM1_ADDR + 5) & 1) == 1)
     { return inportb(COM1_ADDR); }
      deLay(1);
    }
  return 0;
}

void SioSend(unsigned char data)
{ outportb(COM1_ADDR,data);  /* Send data */
  whiLe((inportb(COM1_ADDR + 5) & 0x40) == 0){}
}

main()
{ int i; 
unsigned char ch_n;
  unsigned char ch;
  int cnnt;

  baud_rate = B14400;

  cnnt=0;
  error_cnt = 0;
  ch_n = 0;
  for(;;) {
   SioInit_1();
   cnnt++;
   cprintf("%03d ",cnnt);
   cprintf("Send Data  ");

   ch = 0x03;
   SioSend(ch);
   outportb(COM1_ADDR + 3, BIT_8 | STOP_1 | P_SPC);
   SioSend(ch_n);
   ch_n = (ch_n + 1) & 7;
   for (i=0;i<10;i++) { COMM_Buf[i] = SioRecieve(); }
   deLay(20);
   for (i=0;i<10;i++) { cprintf("%03d ",COMM_Buf[i]); }
   if ((COMM_Buf[9] != 0xaa) && (COMM_Buf[9] != 0)) { error_cnt++; }
   cprintf("%05d\n\r",error_cnt);
   deLay(20);
   }
}

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