通讯协议设计（精选10篇）
网络通讯协议是互联网建设的基础，那么在这个大的概念下，包含了种类繁多的协议。通常我们是把网络协议结构分为七层来进行学习的。那么今天我们主要介绍一下其中的重点几个协议。
网络通讯协议遍及OSI通信模型的各个层次，从我们非常熟悉的TCP IP、HTTP、FTP协议，到OSPF、IGP等协议，有上千种之多。
对于普通用户而言，不需要关心太多的底层通信协议，只需要了解其通信原理即可。
在实际管理中，底层通信协议一般会自动工作，不需要人工干预。
但是对于第三层以上的协议，就经常需要人工干预了，比如TCP IP协议就需要人工配置它才能正常工作。
局域网常用的三种通信协议分别是TCP IP协议、NetBEUI协议和IPX/SPX协议。
TCP IP协议毫无疑问是这三大协议中最重要的一个，作为互联网的基础协议，没有它就根本不可能上网，任何和互联网有关的作都离不开TCP IP协议。
不过TCP IP协议也是这三大协议中配置起来最麻烦的一个，单机上网还好，而通过局域网访问互联网的话，就要详细设置IP地址，网关，子网掩码，DNS服务器等参数。
TCP IP尽管是目前最流行的网络通讯协议，但TCP IP协议在局域网中的通信效率并不高，使用它在浏览“网上邻居”中的计算机时，经常会出现不能正常浏览的现象。
此时安装NetBEUI协议就会解决这个问题。
NetBEUI即NetBios Enhanced User Interface，或NetBios增强用户接口。
它是NetBIOS协议的增强版本，曾被许多*作系统采用，例如Windows for Workgroup、Win 9x系列、Windows NT等。
NETBEUI协议在许多情形下很有用，是WINDOWS98之前的*作系统的缺省协议。
NetBEUI协议是一种短小精悍、通信效率高的广播型协议，安装后不需要进行设置，特别适合于在“网络邻居”传送数据。
所以建议除了TCP IP协议之外，局域网的计算机最好也安上NetBEUI协议。
另外还有一点要注意，如果一台只装了TCP IP协议的WINDOWS98机器要想加入到WINNT域，也必须安装NetBEUI协议。
IPX/SPX协议本来就是Novell开发的专用于NetWare网络中的协议，但是现在也非常常用--大部分可以联机的游戏都支持IPX/SPX协议，比如星际争霸，反恐精英等等。虽然这些游戏通过TCP IP协议也能联机，但显然还是通过IPX/SPX协议更省事，因为根本不需要任何设置。
关键词：网络通讯,工作模式,数据结构,数据传输
1 概述
在水利数据采集系统的数据采集和传输的过程中, 免不了要使用数据传输协议, 而怎样设计选取和设计一套合理的数据通讯协议将会对整个系统的效率有很大的影响。
本文所设计的数据采集系统通过无线网络实现数据的集中采集, 在此网络中, 只有一个中心节点取得最终数据, 其它节点作为数据采集终端发送数据, 并解决无线网络传输分时控制和数据交换控制等问题。为实现此目的, 可使用中心机主动查询、客户端主动上报两种可行方案, 同时, 考虑到实际应用中硬件的各种特性, 采用自报方式进行数据采集最能节省成本以及简化网络设计。
2 系统设计
2.1 网络工作模式
本网络采用自报模式, 适用于小规模树型网络, 网络节点数目小于50个, 树形结构层级最多5级, 网络拓扑结构如下:
数据的主要通讯方式采用终端自报方式, 但要遵守一定的规则:
1) 终端地址按照1~250编号, 0为空地址, 251~254地址作为系统特殊地址保留使用, 255为中心机地址。
2) 网络所有终端发报具有统一的时序安排, 即发送时间有大致的不严格的时间差, 比如自报时间依次延迟10秒。
3) 终端初始化后, 必须等待中心机校时之后才可进行自报传输, 否则不能传输数据。中心机定时发送校时信息, 每个终端收到中心的校时数据包后, 校正当前时间, 并且确定自己的发报间隔和发报起始时间。
4) 终端收到校时数据包后可在第一次自报时间返回校时数据包, 并把此包传递到下级节点, 下级节点可以此确定上级节点和上行路由。
5) 中心机、终端在每次发报之后的特定时间内等待回应, 确认是否重发数据, 超过此等待时间, 则不进行后续处理, 终端机可以丢弃上次发送的数据, 不保留历史数据。
6) 在简单条件下, 同时也允许个别终端不重新校时即可自由自报, 但终端必须预先配置好上行地址。
2.2 网络路由和选路方式
因为暂时不需要中心机查询各个节点, 网络路由方式暂时还不使用, 但此路由方式保留到以后开展使用。
在路由上, 中心机必须能够确认所有自报的终端机的路由路径, 而每个下级自报终端只需要知道上行机即可, 无需知道全部路由路经。中心机可通过传输数据获得各个节点的路由。
2.3 网络交换数据结构
本网络上、下行数据采用统一的数据结构, 结构如下:
此结构头部与CRC部分为必要的部分, 头部长度14字节, 而数据部分作为可选部分, 长度可以为0到238字节, CRC部分为2个字节。头部结构如下:
Start开始位固定位0x AA99作为数据包的识别标志;
All Length为数据包总长度;
Up Down Flag为数据上、下行标志, 0=上行数据, 1=下行数据;
Command Flag特定的命令标志, 用于网络传输过程的一些简单控制;
对于数据下行的情况, 定义如下:
0:校时选路广播
1:请求终端回应:可以分为两种回应, 一种指定终端回应, 需要指定路由;一种广播回应, 不指定路由, 所有收到的终端, 都按一定算法延时之后给出“ECHO成功”回应。
2:召测数据:返回最后一次采集数据。
3:请求回传参数:参数范围包含在数据段中, 参数起始id和终止id, 2个字节。
4:设置终端参数:参数包括两字节的起始和终止, 以及后续数据按照字节一个参数排列。
5:读取历史数据:历史数据是指采集次数5次之前的数据, RTU模块可存储186KB数据, 存储数据天数, 可根据开启的通道数计算。读取历史数据时参数包括8个字节的时间起始秒数和结束秒数, 以1980年1月1日为准。
6:删除全部历史数据:清除模块内存储的所有历史数据。
E:模块查询命令:所有终端收到此消息后, 都要做出回应, 此命令不支持中继, 各模块收到此命令, 则根据自身站点号*0.5秒的时间延迟之后, 做出“ECHO成功”回应。
F:终端重新启动。
对于数据上行的情况, 定义如下:
0:采集数据上传
1:回应ECHO成功
2:回应ECHO失败
3:回传参数:参数按照指定格式回传, 每4字节一个参数, 顺序排列。
4:回传历史数据:数据格式同采集数据, 如果发送结束, 则发送一个空项, 即没数据的项。
5:回传历史数据错误:返回一个空包。
Route Position为当前路由位置计数指针, 始终指明了路由表当前发送站的地址, 没经过一次路由该值加1, 该值取值范围0~3, 数据包最多可经过3次中继路由。
路由表, 最多级中继, 表中第一个位置始终为起始发送站地址, 最后一个位置为接收站地址。
Send Time数据包发送时间, 是从一个起始时间算起到当前时间的秒数, 起始时间待定。
此结构基本长度为16字节, 数据最大长度2398字节, 总长度不超过255字节, 按照串口1200bps/s的传输率, 基本可在2秒内完成传输, 按照采样数据计算, 239字节内可包含8个通道14次采集的数据。发送一次采样数据约0.3秒。
2.4 数据传输描述
1) 选路方式:
如上图所示:
中心机C广播校时数据包, 终端U1, U2, U3接收之后, 直接确定以C为上级, 并通过特定算法确定各自的自报起始时间, 起始时间之间相差一定的间隔, 比如增加地址*10的间隔, 以保证不再同一时间发送数据。U1, U2, U3在接受到报文之后再次按照另一时间间隔, 比如增加地址*4的秒数来广播定时, 此时U4可以确定U1为其上级中继, U6, U7则可确定U2为其上级中继, 以此类推, 延续到整个网络。
例如:中心机广播校时选路数据包:
终端收到此信息后, 确定自己的上行地址为FF, 和数据首发时间, 和转发此数据的时间, 并在此下传, 比如03号终端转发此数据, 格式如下:
如果此数据被02号终端收到, 则确定自己的上级为03号。
注意:如果终端已经确认上级, 那么以后每次只接收上级机发来的重新校时命令, 而不再接收其它终端发来的校时命令, 除非终端重新启动清除了上级地址。
2) 数据上行
仅当终端确定上级之后, 才可进行数据传输, 传输时路由表第一个字节为本机地址, 第二个字节为上级地址, 如果上级接收到数据, 如果不是中心机, 则还需在路由表下一位置填入本终端的上级地址, 再次传输, 每个终端只接收路由表中路由位置的下一地址是自己的数据。
例如, 终端从经发送数据到中心机, 如下:
03__>02数据格式:
02__>FF数据格式:
3) 数据下行
除了校时数据包之外, 下行数据必须有完整的路由表, 第一个位置为中心机, 最后一个是目标地址。终端收到数据之后, 判断下一位置是否为本机, 如果是则处理该信息, 如果下一位置不是最终位置, 则继续转发该消息。
如:终端02接收到如下数据包
确定属自己接收数据, 但路由表中第3个位置不为0, 则转发给下一个终端:
03号终端收到之后, 确认本机处理该命令。
2.5 终端自报时序算法
以串口120B/S的发送速率, 按照每个采集数据包最大40计算, 每次发送约需要0.3秒。
终端自报时遵循一定的时间安排, 通过中心机校时之后, 所有终端设置时间为校时时间, 数据发报时间以00:00:00秒起始, 并根据自己的站点号, 乘以指定间隔值得到自己的发报时间, 计算如下:
起始发报时间零点 (::) 站点号指定间隔
每次发报时间=起始发报时间+n*发报间隔
指定间隔可以定为2-10秒, 发报间隔是1分钟或者5分钟。
终端每次收到校时数据包时, 可以在指定间隔的一半时间内, 广播此包, 以便下级选路, 比如1号终端在00:00:00收到校时数据包, 指定间隔为5秒, 则1号终端应在第10秒 (00:00:10) 起每隔5分钟发送数据, 并在00:00:02或者00:00:03起每隔5分钟的时间广播数据包。
中心机可在以00:00:00起的间隔5分钟的任意时间发送校时包。
以此通讯协议为基准开发的客户端主界面如图4所示, 配合本通讯协议的数据采集终端为本单位自行设计的RTU数据采集终端设备。
3 结束语
本文所设计的通讯协议, 结构简单, 实现方便, 目前已成功应用在多套水利数据采集系统中。
参考文献
关键词：H.323；局域网；语音通讯
1引言
随着企业信息化的发展，采用光纤和微波为传输介质，星型与总线型拓扑结构相结合的TCP／1P网络系统在油田各二级单位相继建成，极大地促进了油田的各项管理工作上水平。但是油田的基层站点大多分布较广，地处偏远，使用市话进行信息沟通，不但手段单一，而且成本高。为了有效地利用现有网络资源。增加生产指挥的通讯渠道，保证安全生产，降低经营成本，实现局域网语音传输，对于点多、面广、线长的企业通讯保障是必要的和可行的。
2设计思想
利用企业局域网信道实现嵌入式语音传输应以投资少。不改变当前网络拓扑结构，脱离使用计算机作为终端进行协议转换模式为目标。采用局域网私有固定IP方式，进行系统终端接入，方便远程网络管理和故障排查。
主要特点：
(1)对现有网络无需更改，充分利用网络资源。
(2)与现有通讯系统并行，提供语音通讯新途径。
(3)通话时间任意长，实现局域网内通话零话费。
3系统设计
3.1H.323协议
H.323协议是国际电信联盟(ITU-T)指定的包交换网络上进行多媒体通信的框架协议。该协议位于传输层之上，主要负责UDP和TCP的通讯调度、数据发送和接收的管理，支持在局域网、城域网以及广域网上进行实时视频、音频及数据传输。
在H.323通信协议框架中，H.323协议栈可以分化为几个功能模块：传输模块、RTP／RTCP媒体传输模块。H.225.0 RAS协议模块、H.225.0呼叫控制模块、H.245控制信令模块、H.323管理模块。
3.2结构设计
嵌入式网络语音传输系统由嵌入式语音交换系统和若干嵌入式语音转换器组成，以RJ45接口方式接入网络交换设备。通过系统管理、语音采集、压缩、网络传输。解压、声音回放以及模拟电话呼叫等过程，实现语音传输。系统结构连接如图1所示。
3.3嵌入式语音交换系统和嵌入式语音网络转换器
嵌入式语音交换系统负责对局域网络范围内若干个嵌入式语音转换器的管理，包括IP地址管理、通信端口以及电话到IP的转换。
嵌入式语音网络转换器采用H.323协议族实现采集语音信号、压缩、网络传输、解压、声音回放以及模拟电话呼叫过程(摘机、拨号、响铃、通话、挂机等)。嵌入式语音网络转换器采用标准H.323协议族结构如图2所示。
4网络语音信息交互实现
4.1注册过程
RAS：H.225 0IRAs认证／接受，状态(Regisration／Admission／Status)，RAS信令提供如下功能：
(1)允许嵌入式语音交换系统管理嵌入式语音转换器。
(2)允许嵌入式语音转换器向嵌入式语音交换系统提出各种请求，如认证请求、接受请求和带宽调整等请求一
(3)允许嵌入式语音交换系统响应嵌入式语音转换器的请求，接受或拒绝提供某项服务，如认证许可、带宽调整和地址解析等。
嵌入式语音网络转换器加电启动时，通过H.225.0 RAS信令向嵌入式语音交换系统发送RRQ注册请求。当嵌入式语音交换系统接收到合法的注册信息后，返回RCF确认消息。否则返回RRJ拒绝信息。
4.2呼叫过程
H.225.0呼叫信令：是用来在两个嵌入式语音转换器间建立或释放一个呼叫信令连接。它采用了Q.931(ISDN呼叫信令)，并加上了一些适合分组交换网的特定内容。
4.3呼叫控制
H.245媒体控制信令：媒体传输时，有很多配置需要调整。需要协商发送方的发送特性和接收方的接收特性，需要打开或关闭某逻辑传输信道，需要实时控制媒体流。
4.4语音传输
在H.323协议栈中，RTP／RTCP是运行在无连接的UDP传输层上，以提高媒体传输的实时性。
(1)RTP：实时传输协议Real Time Transport Protocol
RTP为数据提供了具有实时特征的终端对终端传送服务，如在组播或单播网络服务下的交互式视频音频或仿真数据。
(2)RTCP：实时传输控制协议Re-al-timeTransportControlProtocol
RTCP和RTP一起提供流量控制和拥塞控制服务。在RTP会话期间，各参与者周期性地传送RTCP包。RTCP包中含有已发送的数据包的数量、丢失的数据包的数量等统计资料，因此，服务器可以利用这些信息动态地改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用，能以有效的反馈和最小的开销使传输效率最佳化。
4.5呼叫释放信令交互(如图3所示)
5应用推广情况
由于设备安装方式简便，不改变原有局域网络拓扑结构，直接通过RJ45接口连接到网络交换设备上。每个终端拥有独立的IP地址，和原有的网管平台互相兼容，方便管理。并且客户可以根据自己的实际需求任意设置电话号码，方便记忆和使用。
HART协议采用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行双向数字通讯,数据传输率为1.2Mbps?由于FSK信号的平均值为0,不影响传送给控制系统模拟信号的大小,保证了与现有模拟系统的兼容性?在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送,在需要的情况下,另外的测量?过程参数?设备组态?校准?诊断信息通过HART通讯协议访问?
HART通信采用的是半双工的通信方式,其特点是在现有模拟信号传输线上实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中过渡性产品,因而在当前的过渡时期具有较强的市场竞争能力,得到了较快发展?HART 规定了一系列命令,按命令方式工作?
它有三类命令,第一类称为通用命令,这是所有设备都理解?都执行的命令;第二类称为一般行为命令,所提供的功能可以在许多现场设备(尽管不是全部)中实现,这类命令包括最常用的的现场设备的功能库;第三类称为特殊设备命令,以便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有?在一个现场设备中通常可发现同时存在这三类命令?
HART采用统一的设备描述语言DDL?现场设备开发商采用这种标准语言来描述设备特性,由HART基金会负责登记管理这些设备描述并把它们编为设备描述字典,主设备运用DDL技术来理解这些设备的特性参数而不必为这些设备开发专用接口?但由于这种模拟数字混合信号制,导致难以开发出一种能满足各公司要求的通信接口芯片?HART能利用总线供电,可满足本质安全防爆要求,并可组成由手持编程器与管理系统主机作为主设备的双主设备系统?
现代工业生产中存在多种不同的主机和现场设备,要想很好地使用他们,完善的通讯协议是必须的? HART协议最初是由美国Rosemount公司开发,已应用了多年?HART协议使用基于Bell202标准的FSK频移键控信号,在低频的4-20mA模拟信号上叠加幅度为0.5mA的音频数字信号进行互不干扰的双向数字通讯,数据传输率为1.2Mbps?在HART协议通信中主要的变量和控制信息由4-20mA传送,在需要的情况下,另外的测量?过程参数?设备组态?校准?诊断信息通过HART协议访问?HART通讯协议参照了国际标准化组织的开放性互连模型,使用OSI标准的物理层?数据链路层?应用层? HART协议规定了传输的物理形式?消息结构?数据格式和一系列操作命令,是一种主从协议?当通讯模式为“问答式"的时候,一个现场设备只做出被要求的应答?HART协议允许系统中存在2个主机(如一个用于系统控制,另一个是HART通信的手操器),如不需要模拟信号,多点系统中的一对电缆线上最多可以连接15个从设备?
HART 规定了一系列命令,按命令方式工作?它有三类命令:
(1)通用命令?这是所有设备都理解?都执行的命令?
(2)一般行为命令?所提供的功能可以在许多现场设备中实现,命令包括最常用的现场设备的功能库?
(3)特殊设备命令?为便于工作在某些设备中实现特殊功能,这类命令既可以在基金会中开放使用,又可以为开发此命令的公司所独有?
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写，中文译名为传输控制协议/互联网络协议)协议是Internet最基本的协议，简单地说，就是由底层的IP协议和TCP协议组成的，
TCP/IP协议是一组包括TCP(传输控制协议)协议和IP(网际协议)协议，UDP(User Datagram Protocol)协议、ICMP(Internet Control Message Protocol)协议和其他一些协议的协议组。
传统7层是:物理层、数据链路层、网路层、传输层、话路层、表示层和应用层。而TCP/IP通讯协议采用了4层的层级结构，每一层都呼叫它的下一层所提供的网络来完成自己的.需求：
a) 应用层：应用程序间沟通的层，如简单电子邮件传输(SMTP)、文件传输协议(FTP)、网络远程访问协议(Telnet)等。
b) 传输层：在此层中，它提供了节点间的数据传送服务，如传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)等，TCP和UDP给数据包加入传输数据并把它传输到下一层中，这一层负责传送数据，并且确定数据已被送达并接收，
c) 互连网络层：负责提供基本的数据封包传送功能，让每一块数据包都能够到达目的主机(但不检查是否被正确接收)，如网际协议(IP)。
d) 网络接口层：对实际的网络媒体的管理，定义如何使用实际网络(如Ethernet、Serial Line等)来传送数据。
http：超文本传输协议(HTTP)是应用层协议，由于其简捷、快速的方式，适用于分布式和合作式超媒体信息系统。
HTTP 允许使用自由答复的方法表明请求目的，它建立在统一资源识别器(URI)提供的参考原则下，作为一个地址(URL)或名字(URN)，用以标志采用哪种方法，它用类似于网络邮件和多用途网际邮件扩充协议(MIME)的格式传递消息。
XXXX程序设计大赛通讯稿
为进一步加强学校教学质量工程建设，提高学生的创造力及运用计算机技术解决实际问题的综合能力，培养学生的创新思维与合作精神，激发广大同学学习程序设计的热情与兴趣，2011年11月26日由淮南师范学院教务处主办，计算机与信息工程系承办，院计算机协会协办的第二届程序设计大赛在校图书馆六楼举行。本次比赛的组委会主任XXX老师，副主任XXX老师、XX老师，大赛组委会成员XX老师、XX老师、XX老师和组委会秘书XX老师出席了本次比赛。本次比赛的选手是来自我院各届学生共计77人。本次比赛是以C语言和JAVA语言为主要程序设计语言，共计5题，比赛时长为三小时，比赛强调参赛者计算机程序设计的专业素质，重点考察参赛者程序设计语言、计算理论等相关知识及综合应用能力。每人在规定时间内答题数量最多的人胜出，相同答题数量以最快完成答题的胜出，比赛过程中，选手们热情高涨，信心十足地将一个个难题攻克，到了比赛的中间阶段，有的选手在为自己未能编出的程序而绞尽脑汁，有的选手则在调试着自己编出的程序，同学们都非常认真的对待此次比赛。在院系老师的支持下，选手们的认真参与下，相信此次比赛定会取得不俗的成绩。
此次大赛得到了主办方、承办方和协办方的全力支持，取得了圆满成功。大赛增强了同学们对程序设计的兴趣，培养了同学们规范严谨的学术态度，提高了同学们的创新和实践能力，并且进一步增强了同学之间的竞争意识，为提高大学生的综合素质打造了一个良好的平台。
传统工业应用中单片机与PC机构成的数据采集系统,原有通讯协议具有所支持的从属设备数量过少,传送数据量小等缺点。采用莫迪康公司开发的Modbus RTU的串口通讯协议,可实现最多与247个从属设备的数据处理、采集、存储等。Modbus RTU传输方式与ASCII传输方式在同样的波特率下,可比ASCII传输方式传送更多的字节数。Modbus RTU协议最多可同时处理252字节的数据。组态王内置Modbus RTU协议采用串口通讯方式,具备数据处理稳定,数据量处理能力强大的特点。采用这种系统构成,各PC机可以在与MSP430单片机交换信息的同时,不影响各PC机执行本身的操作控制任务。
1上位机与下位机的Modbus RTU通讯协议设计
Modbus通讯协议的传输方式有两种,这里我们采用RTU模式。RTU传输模式传输数据时,Msp43单片机中断函数每次可传输1个字节的数据,包括两个4bit的十六进制字符串。
组态王发送Modbus RTU报文帧格式:
地址码为从属设备的地址。Modbus通讯协议的功能码有四种,本系统使用03H,选择读取保持寄存器。
询问Modbus RTU报文帧如下:
本系统基于Modbus RTU传输协议的起始寄存器地址设为40001,即上位机的地址格式定义为:4000X。
这里我们在组态王工程内的数据词典中新建1个I/O整型的寄存器,所以这里的寄存器数量发送值为0010H。
应答Modbus RTU报文帧如下:
同样的从站地址返回值为1,功能码为03H,采集系统返回32个字节的数据,所以Modbus RTU通讯协议所接受的数据每2个字节对应组态王中一个寄存器采集的数据。
组态王新建通讯设备时,这里注意选择PLC栏下的莫迪康公司设计的Modbus RTU的COM项;通讯串口选择COM1;设备地址选填1-247即可,该地址需要与Msp430内部设置的localaddr相同。按步骤操作完成设备信息的配置(如图1)。
图1 设置完成的设备信息(参见下页)
2 组态王与单片机的通讯流程图
组态王作为上位机,使用Modbus RTU传输协议通过PC机的RS-232口转RS-485再转UART协议,向Msp430单片机发送RTU报文帧。当单片机接收到RTU报文帧后,单片机内部的中断函数的接收寄存器U1RXBUF会将所接收的报文数据存入缓存,其次调用检测modbus帧函数,进行CRC校验码的校验,若校验成功,再通过调用Modbus协议程序将需要发送的数据存入发送的缓冲区,等待中断函数的发送寄存器U1TXBUF将温度数据通过应答RTU报文帧发送给组态王上位机。数据采集系统结构如图2所示。
3 MSP430单片机的Modbus程序设计
3.1 单片机地址设置
unsigned char local Addr = 1;
这里将单片机设备地址定义为01H,设备地址必须与组态王内部定义的设备地址1相对应,以实现Modbus RTU通讯协议报文帧询问与应答的正常通信。
3.2 处理来自UART1的接收中断
串口UART1的接收寄存器U1RXBUF将组态王发送的报文帧按次序存入单片机程序中所定义的缓存寄存器中,这里我们选择Modbus RTU传输模式下的报文数据功能码为03H,所以报文格式分8个字节,分别为从站地址、功能码、寄存器起始地址(高低字节)、寄存器数量(高低字节)、CRC校验码。8个字节的报文数据依次存储后,要将所定义的接收全局变量rece Count(字节个数)重新置为0。
3.3检测modbus帧并进行CRC校验
本段例程中, 需要首先判断接收寄存器U1RXBUF接收数据的个数,若接收数据个数等于8。说明单片机已经成功接收组态王RTU模式下发送的8个字节的报文帧数据。接收成功,需关闭单片机接收中断。程序首先进行设备地址校对,读取报文格式中对应的CRC校验码,并与接收的CRC校验码比较是否一致。再进行报文帧的功能码比较。若以上所以校验成功,程序会进行读取所要发送至组态王的温度数据。发送数据完成后,需开启接收中断函数。
4 组态王的数据处理
4.1数据处理程序设计
\本站点温度1为我们在组态王数据词典中建立的shebei001的首个寄存器,相应的该寄存器的地址即为40001。由于单片机发送至组态王每个寄存器的数据为2个字节的数据,在组态王应用程序命令语言中,我们首先通过运算得出\本站点温度1的高八位与低8为位,高八位与16相乘的结果与低八位与16的商相加即得到温度数据的整数部分,低八位进行进一步的运算即得到温度数据的小数部分,这里温度数据变量类型设为实型。
4.2 组态王数据词典的建立
组态王温度采集系统中,新建的I/O寄存器地址必须严格按照Modbus RTU通讯模式,即功能码03H,从寄存器首地址开始设置具体温度采集寄存器的各个地址。变量 本站点 温度1 的数据类型选择USHORT即可。本系统的I/O设计如图3所示。
4.3 组态王串口通讯参数设计
采集系统通讯参数设为8bit数据位,8位的数据通讯在Modbus RTU模式下,对应于1个字节的报文帧。1bit停止位, 波特率设为为9600bps , 无奇偶校验位。通讯方式选择RS-232口转RS-485,再通过RS-485通讯协议转换为UART协议。通讯参数设置如图4所示。
图4 组态王串口通讯参数(参见右栏)
5 结束语
本系统实现了一个上位机最多与247个Msp430下位机相互通讯,同时上位机数据处理能力提升为252个字节。较多的下位机通讯设备数量、强大的数据处理能力、成本低、功耗小等特点使本系统具有更高的应用价值。
参考文献
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【关键词】煤矿生产；调度用通讯系统；设计和应用
信息时代的飞速发展，促使通讯技术不断进步，为了保证煤矿生产能够更符合当今时代的发展需求，程序调度设备在相关技术单位的不断改进下，调度用通讯系统在煤矿生产中具有很大的作用，并符合国家相关通讯技术标准。系统主要能够保证产品信息的记录，以及煤炭的数量等问题，对生产资源进行合理安排，妥善处理了煤矿企业信息分布杂乱，处理效率低等问题，并对系统进行优化，提高了煤矿生产的工作效率，在煤矿企业发展中具有十分重要的地位。
一、煤矿生产调度通讯系统
共电式交换机和磁石交换机是我国煤矿企业调度用通讯系统的应用工具。近几年来，一些单位对通讯系统大的相关使用设备进行完善。井下工作的通讯系统大多是磁石交换机，只有少数运用的共电交换模式。在部分煤矿开采企业还运用了CK-1和ZK-1型的能够扩大声音的电话。但是这些设备虽然安置在工作的各个方面，但是依旧不能直接联系地面调度，所以井上井下未形成通讯网络。现阶段，煤矿企业的主要课题是建立一个完整的可靠的通讯网。
二、通讯系统的设计
（一）横向、纵向通话量较高的大中型煤矿
由于这种煤矿企业的特殊条件，一般采用的是自动交换机，并应用在井下，要充分考虑安全方面的问题，可以将整个交换机设计成安全火花型，由此满足其安全的性能，或是保证整个井下电路能够满足安全火花的条件，若从技术上来看，后者更具有实现的几率更高。
煤矿调度室中，一般设置2-5个分级，调度员专门配备了1-2个用于指挥生产。调度室中设有录音电话，可以通过自动或手动进行使用，在一定条件下还具有特殊功能。工作人员还要设计无线装置和一些专门选号器，形成一个无线电通讯网，以便地面流动人员和特殊人员之间的沟通交流。无线电和有线之间有汇接装置，运用这两者之间的联系和调度转接功能，使两方用户能够沟通交流。局部通讯系统是井下生产环节的主要通讯工具，通过小型人工转换台，形成一个整体，然后自动与人工交换台之间以中继线连接。当井下出现紧急事故，可以按下紧急按键，然后调度室会出现警报位置，以便及时处理。
若安全火花型交换机的安置成功，能够保证交换机使用人员的安全问题，实现了安全区和非安全区的转换。根据不同的生产环节，井下各环节的局部通讯系统的方面不同，例如综合机械化分区，在电缆槽内能够设置通讯电缆，并选取有线扩音电话，其通话音量大、设备灵活易组装是该系统的特点；主皮带运输区域，工作环境较为安静，容易架设电缆，但是工作人员时常流动，所以适宜采用感应电话。
（二）横向通话量较低的中小型煤矿
矿用调度电话系统是这类煤矿企业经常运用的模式，其中调度电话拥有二线双工扩音技术和对线路绝缘电阻要求低两方面的特点，因为这类矿井巷道狭窄，通讯条件较差，而且不易安置和维修通讯线路，所以线路绝缘电阻无法提高。这种调度电话的应用，能使调度和被调度之间直接联系，但是被调度一方需要进行调度转接，所以调度和话务具有相同功能，在横向通过量较低的矿井中能够妥善应用。
该通讯系统中的分支系统的工作面一般不设置通讯电缆，只应用感应动力线，而且工作面具有较大噪声和煤尘，所以通讯设备的音量应达到一定标准，并保证安全。系统中的炮采工作面，这类工作面不允许设计额外电缆，因为空间小和流动性大，要求通讯范围最好在500-1000米的范围，接地导体作为通道的感应电话是经常选用的设备。
三、通讯系统的应用
煤矿企业的工作环境十分恶劣，施工场地经常变化，生产环节也不固定，所以煤矿企业要设计调度用通讯系统，并形成井上井下生产调度模式，多种设备共同实现通讯系统的建立，最主要的是有线电话，自动、扩音、感应以及载波都属于有线电话的功能，所以有线电话更加安全可靠，还能进行简单的维修，煤矿生产调度中主要使用的电话就是有线电话，若是煤矿工作单位与露天矿、地质勘测和面积十分广的矿区，可以运用无线电话，因为工作人员总处于流动状态，所以，为了在煤矿企业中形成通讯网，需要工作人员不断完善接收装置，确保通讯网的全面构成。
井下的通讯设备要能够适应工作条件并达到安全生产的要求，例如能够在湿度长期为95%以上，有烟尘、容易爆炸、存在腐蚀性气体的环境下工作。这些通讯既能在固定点之间通讯，也能在流动点之间、固定点和流动点之间通讯，根据不同工作环境的不同需求，应该妥善利用动力电网和各种导体。
调度机房内可以设置设备系统，通过系统主机进行调度，能够实现呼叫、对接、无缝和等位等拨号功能，并使信号能够覆盖很大的面积，系统能够进行数字式双语音双向无障碍通讯，并有效的完善了单一的通讯效果，使交流能够一键到位，在调度台能够通过中文名称进行煤矿等位置的显示，并进行录音，然后能够保存半年以上，还能够进行查询历史记录。
四、结束语
煤矿调度指挥中煤矿调度用通讯系统能够具有重要功能，煤矿产业领导者能够对井下的生产情况进行了解，这种调度通讯系统还能调度生产指挥事故处理，并使抢险救灾的重要工具，能够保证工作人员的能够进行一些信息交流。通过上文对煤矿生产调度用通讯系统的设计的分析，以及阐述其应用，可以得知这种系统在煤矿生产中具有重要意义，所以相关人员应根据实际情况进行设计和选择，确保煤矿安全生产，提高生产水平。
参考文献
[1]卢鹏.基于WEB的煤矿生產调度管理信息系统研究与实现[J].山东科技大学，2011（5）：108-109.
[2]甄振.煤矿安全生产监测监控系统的设计[J].山东大学，2013（4）：135-136.
[3]刘春光，苏建军，张少春.煤矿生产调度管理信息系统的设计与开发[J].西安科技学院学报，2012（12）：165-166.
2012年5月25号晚上19:30分，由学生处主办，院自我管理委员会承办的“文明修身，环保同行”火炬职院第六届学生宿舍设计大赛的颁奖典礼在图书馆七楼学术报告厅如期举行。出席此次典礼的领导嘉宾有：凌石德处长、李蠲老师、于莱菏老师、潘斌老师、余宝琴老师、彭雯老师、罗美英老师、叶仙红老师。
“文明修身，环保同行”为主题的第六届学生宿舍设计大赛在历经47天的精彩角逐，最终26间获奖宿舍在今晚揭晓。典礼初始，观看了此次参赛宿舍的一些图片，让我们领略火炬职院的另一番风采。接着宣布获得三等奖的宿舍为：男生组，3栋401、6栋301-3号房、14栋404、15栋205、211、306、401，女生组，2栋220、221、602、9栋408、16栋207、211。其中15栋306设计的“幸福家”和2栋602的“自然阁”都较为有特色。紧接着宣布获得二等奖的宿舍为：6栋301-2号房、8栋203、15栋307、410、18栋502；女生组，2栋214、405、7栋402、11栋413。在此次宿舍设计大赛中获得“优秀解说员”为装备制造系—蔡志发，装备制造系—李奕旺，管理工程系—肖玉兰，现代服务系—侯莹。而其中作为宿舍设计大赛中“优秀指导老师”是装备制造系余宝琴老师，管理工程系罗美英老师，现代服务系彭雯老师。最激动人心的时刻到了，主持人宣布获得一等奖的宿舍为：男生组，3栋414、6栋301-1号房，女生组，2栋319、16栋411。
典礼最后凌石德处长用四个字形容此次大赛，一、“值”，这个活动的价值1.为同学提供展示自我能力的平台；2.为同学们团结合作提供机会；3.起到引领作用，推动和谐宿舍的建设；
二、“才”，在宿舍设计中，同学们都很有才能，融入了许多专业的元素；
三、“美”，整个活动下来，ppt展示的图片美、宿舍设计中体现的和谐美、舍友之间的团队协作美和男生宿舍体现的阳刚美与其温柔细致美，让人们由衷的赞叹；
四、“盼”，这个活动越办越精彩，期盼来年的宿舍设计大赛办的更好。最后在掌声中，中山火炬职业技术学院第六届学生宿舍设计大赛颁奖典礼圆满结束。
2012-5-25
在本实例中使用的是SQL Server 2000数据库管理系统。数据库服务器安装的位置为本机，数据库名称为communicationserver。下面将介绍数据库分析和设计、数据表的创建、数据表关系图和创建存储过程的内容。
4.2.1 数据库分析和设计
在本节中，将根据上一节系统功能的设计分析创建各数据表的实体E-R关系图，它是数据库设计非常重要的一步，下面用E-R图的形式表示出各实体的属性。
1.用户E-R实体图
用户的实体具有用户ID、密码、姓名、性别、电话、E-mail、用户权限７个属性，ER图如图4-5所示。
姓名用户权限性别电话用户E-mail用户ID图4-5 用户E-R实体图
密码 2.地区E-R实体图
地区的实体具有地区编号、地区名称２个属性，E-R图如图4-6所示。
地区编号地区图4-6 地区E-R实体图
地区名称 3.职务E-R实体图
职务的实体具有职务编号、职务名称２个属性，E-R图如图4-7所示。
职务编号职务图4-7 职务E-R实体图
职务名称 4.学校E-R实体图
学校的实体具有学校名称、学校所在地区、在校学生人数３个属性，可用E-R图表示，如图4-8所示。
学校名称学校在校学生人数学校编号学校所在地区
图4-8 学校E-R实体图
5.通讯录E-R实体图
通讯录的实体具有联系人姓名、地址、联系电话、所属职务、所在学校、所在单位、所属地区７个属性，E-R图如图4-9所示。
联系人姓名联系电话所在单位通讯录所在学校图4-9 通讯录E-R实体图
所属地区地址所属职务
4.2.2 数据表的创建
在上面一节中讲解了实体的E-R图，本节中将根据E-R图的内容，创建企业信息管理系统中的各数据表，在此系统中共涉及到5个数据表的应用，分别为如下。
1、字段采用camel 风格定义
2、用不同颜色区分字段 主键：蓝色 外键：白色
既是主键又是外键：淡蓝色 普通字段：青绿 1.用户信息表
用户信息表(Users)用于存放校园通讯录信息管理系统中所有系统管理用户的信息，用户管理是每个管理系统中必不可少的，也是比较重要的一部分，本系统中进行了较详细的设计，表中各个字段的数据类型、大小以及简短描述如表4-1所示。
表4-1 用户信息表 TB_Users 字段名称 sUserID sUserName sUserPassword sUserSex sUserEmail sUserPhone sUserPurview 2．地区信息表
地区信息表(Client)用于存放校园通讯录信息管理系统中所有地区的信息，地区信息的管理是系统中比较重要的内容，地区的名称是其中的关键信息，表中各个字段的数据类型、大小以及简短描述如表4-2所示。
表4-2 地区信息表
TB_Area 字段名称 sAreaID sAreaName 3.职务信息表
职务信息表(Compact)用于存放校园通讯录信息管理系统中所有职务的信息，职务信息的管理是系统中比较重要的内容，职务的名称是其中的关键信息，表中各个字段的数据类型、大小以及简短描述如表4-3所示。
表4-3 职务信息表
TB_Duty
字段名称 sDutyID sDutyName
字段类型 varchar(20)varchar(50)
字段描述 职务编号[PK] 职务名称
字段类型 varchar(20)varchar(50)
字段描述 地区编号[PK] 地区名称
字段类型 varchar(10)varchar(20)varchar(10)char(2)varchar(20)varchar(20)char(1)
字段描述 用户ID [PK] 用户姓名
记录用户登入本系统时的用户密码
用户性别 用户E-mail 用户的联系电话 用户权限 4.学校信息表
学校信息表(Com_detail)用于存放校园通讯录信息管理系统中所有学校的信息，学校信息的管理是系统中比较重要的内容，学校名称是其中的关键信息，表中各个字段的数据类型、大小以及简短描述如表4-4所示。
表4-4 学校信息表
TB_School 字段名称 sSchoolID sSchoolName iStudentNum sAreaID_FK 5.通讯录信息表
通讯录信息表(product)用于存放校园通讯录信息管理系统中所有通讯录的信息，通讯录信息的管理是系统中比较重要的内容，联系电话是其中的关键信息，表中各个字段的数据类型、大小以及简短描述如表4-5所示。
表4-5 通讯录信息表
TB_AddrList
字段类型 varchar(20)varchar(50)int varchar(20)
字段描述 学校编号[PK] 学校名称 学校人数 地区编号[FK] 字段名称 iAddrID sLinkName sAddress sLinkPhone sUnitName sSchoolID_FK sDutyID_FK sAreaID_FK
字段类型 int varchar(50)varchar(20)varchar(20)varchar(50)varchar(20)varchar(20)varchar(20)
字段描述
通讯录编号(自动编号)[PK] 联系人姓名 地址 联系电话 工作单位 学校编号[FK] 职务编号[FK] 地区编号[PK] 4.2.3 创建视图
学校信息视图表V_SchoolInfo 字段名称 sSchoolName sAreaName
字段类型 varchar(50)varchar(50)
字段描述 学校名称 地区名称 sLinkName sDutyName sLinkPhone
create view V_SchoolInfo as
varchar(20)varchar(20)varchar(20)
联系人姓名 职务名称 联系电话
select sSchoolName,sAreaName,sLinkName,sDutyName,sLinkPhone from TB_AddrList,TB_School,TB_Duty,TB_Area where TB_AddrList.sSchoolID_FK=TB_School.sSchoolID
and and TB_AddrList.sDutyID_FK=TB_Duty.sDutyID TB_AddrList.sAreaID_FK=TB_Area.sAreaID 4.2.4 数据表关系图
在学校通讯录信息管理系统中各数据表的关系图，如图4-10所示。在TB_School数据表中，TB_Area数据表的sDutyID_FK字段作为外键。在TB_AddrList数据表中，TB_School数据表的sSchoolID_FK字段、TB_Area数据表中的sAreaID_FK字段和TB_Duty数据表中的sDutyID_FK字段作为外键。
图4-10 数据表关系图 4.2.5 创建存储过程
因为使用存储过程可以给系统带来优化，所以系统将很大程度地使用存储过程，在系统中共应用了10个存储过程，以Add开头的存储过程为系统中信息添加的存储过程，以Update开头的存储过程为系统中信息修改的存储过程，这些存储过程将会在系统程序文件的后台应用中调用，下面将对系统中应用的存储过程进行解释。
1.AddTB _Users存储过程
AddTB _Users存储过程用于向用户信息表中添加新的用户信息。以下代码表示了这一存储过程。CREATE PROCEDURE AddTB_Users @sUserID varchar(10), @sUserName varchar(20), @sUserPassword varchar(10), @sUserSex char(2), @sUserEmail varchar(20), @sUserPhone varchar(20), @sUserPurview char(1)AS
INSERT INTO TB_Users(sUserID, sUserName, sUserPassword, sUserSex, sUserEmail, sUserPhone，sUserPurview)
VALUES(@sUserID, @sUserName, @sUserPassword, @sUserSex, @sUserEmail, @sUserPhone, @sUserPurview)GO 2.Add 存储过程 Add TB_Area存储过程用于往地区信息表中添加新的地区信息。以下代码表示了这一存储过程。
CREATE PROCEDURE AddTB_Area
@sAreaID varchar(20)，@sAreaName varchar(50)AS
INSERT INTO TB_Area（sAreaID，sAreaName)
VALUES（@sAreaID，@sAreaName)GO 3.AddTB_Duty存储过程
AddTB_Duty存储过程用于往职务信息表中添加新的职务信息。以下代码表示了这一存储过程。CREATE PROCEDURE AddTB_Duty
@sDutyID varchar(20)，@sDutyName varchar(50)AS
INSERT INTO TB_Duty（sDutyID，sDutyName)
VALUES（@sDutyID，@sDutyName)GO 4．AddTB_School存储过程
AddTB_School 该存储过程用于往学校信息表中添加新的学校信息。以下代码表示了这一存储过程。CREATE PROCEDURE AddTB_School
@sSchoolID varchar(20)，@sSchoolName varchar(50)，@iStudentNum int，@sAreaID_FK varchar(20)AS
INSERT INTO TB_School（sSchoolID，sSchoolName，iStudentNum，sAreaID_FK)
VALUES（@sSchoolID，@sSchoolName，@iStudentNum，@sAreaID_FK)GO 5.AddTB_AddrList存储过程
AddTB_AddrList存储过程用于往通讯录信息表中添加新的通讯录信息。以下代码表示了这一存储过程。CREATE PROCEDURE AddTB_AddrList
@sLinkName varchar(20)，@sAddress varchar(50)，@sLinkPhone varchar(20)，@sUnitName varchar(20)，@sSchoolID_FK varchar(20)，@sDutyID_FK varchar(20)AS
INSERT INTO TB_AddrList（sLinkName，sAddress，sLinkPhone，sUnitName，sSchoolID_FK，sDutyID_FK)
VALUES（@sLinkName，@sAddress，@sLinkPhone，@sUnitName，@sSchoolID_FK，@sDutyID_FK)GO 6.UpdateTB _Users存储过程
UpdateTB _Users存储过程用于修改用户信息表中，符合条件的用户信息，其中密码信息不可以更新。以下代码表示了这一存储过程。CREATE PROCEDURE UpdateTB_Users
@sUserID varchar(10)，@sUserName varchar(20)，@sUserSex char(2)，@sUserEmail varchar(20)，@sUserPhone varchar(20)，@sUserPurview char(1)AS
UPDATE TB_Users SET
sUserID =@sUserID，sUserName =@sUserName，sUserSex=@sUserSex，sUserEmail=@sUserEmail，sUserPhone=@sUserPhone，sUserPurview=@sUserPurview WHERE
sUserID =@sUserID GO 7.UpdateTB_Area存储过程
UpdateTB_Area存储过程用于修改地区信息表中的地区信息。以下代码表示了这一存储过程。CREATE PROCEDURE UpdateTB_Area
@sAreaID varchar(20)，@sAreaName varchar(50)AS
UPDATE TB_Area SET
sAreaID =@sAreaID，sAreaName =@sAreaName WHERE
sAreaID =@sAreaID GO 8.UpdateTB_Duty存储过程
UpdateTB_Duty存储过程用于修改职务信息表中的职务信息。以下代码表示了这一存储过程。
CREATE PROCEDURE UpdateTB_Duty
@sDutyID varchar(20)，@sDutyName varchar(50)AS
UPDATE TB_Duty SET
sDutyID =@sDutyID，sDutyName =@sDutyName WHERE
sDutyID =@sDutyID GO 9.UpdateTB_School存储过程
UpdateTB_School存储过程用于修改学校信息表中的学校信息。以下代码表示了这一存储过程。CREATE PROCEDURE UpdateTB_School
@sSchoolID varchar(20)，@sSchoolName varchar(50)，@iStudentNum int，@sAreaID_FK varchar(20)AS
UPDATE TB_School SET
sSchoolID =@sSchoolID，sSchoolName =@sSchoolName，iStudentNum =@iStudentNum，sAreaID_FK=@sAreaID_FK WHERE
sSchoolID =@sSchoolID GO 10.UpdateTB_AddrList存储过程
UpdateTB_AddrList存储过程用于修改通讯录信息表中的通讯录信息。以下代码表示了这一存储过程。
CREATE PROCEDURE UpdateTB_AddrList
@iAddrID int，@sLinkName varchar(20)，@sAddress varchar(50)，@sLinkPhone varchar(20)，@sUnitName varchar(20)，@sSchoolID_FK varchar(20)，@sDutyID_FK varchar(20)AS
UPDATE TB_AddrList SET
sLinkName =@sLinkName，sAddress =@sAddress，sLinkPhone =@sLinkPhone，sUnitName=@sUnitName，sSchoolID_FK=@sSchoolID_FK，sDutyID_FK=@sDutyID_FK WHERE
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