400-811-0535
14
2019
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03
水質分析儀等環境檢測設備的數字信號的采集
作者：
啟恒環保
數字量信號采集
在時間上和數量上都是離散的物理量稱為數字量，常見的數字量信號包括RS232\RS485等。
1、RS232，RS-232C 標準（協議）的全稱是 EIA-RS-232C 標準，如下圖：
許多常用的RS232采用三線制，即2腳-RXD（接收）、3腳-TXD（發送）、5腳-GND（地線）。
當數采儀通過RS232方式接收在線設備的數據時，數采儀的串口與在線設備的串口之間交叉連接，如下圖：
RXD:接收數據（Received data-RxD）,通過RxD線終端接收從MODEM發來的串行數據。
TXD:發送數據（Transmitted data-TxD）,通過TxD終端將串行數據發送到MODEM。
GND:地線,保護地和信號地，無方向。
RS232是通過一串不同的高低電平信號來表示數據的，在TxD和RxD上：邏輯1(MARK)=-3V～-15V ,邏輯0(SPACE)=+3～+15V ，數采儀與在線設備兩個之間進行通信，雙方必須有統一的約定，這個約定就是通信規約，規約定義好數據的傳輸速度、每個字節代表的意義、數據的校驗方式等。
例：某污水流量計通訊規約
接口標準
標準RS232接口
9600波特率，1個開始位，8個數據位，1個停止位
通訊協議
小流量計每秒鐘發送一次瞬時流量和累計流量，
瞬時流量單位為升/秒，累計流量單位為立方米。
格式如下：
@@ABCDEFGH&&
其中：
@@為包頭，固定不變；
ABCD為4字節浮點數，表示每秒鐘的瞬時流量，單位為升/秒；
EFGH為4字節浮點數，表示累計流量，單位為立方米；
&&為包尾，固定不變；
每條數據信息長度為12個字節；
舉例
設小流量計在某一秒鐘發送出以下數據（16進制表示）：
40 40 40 E9 99 9A 43 52 4C CD 26 26
根據通訊協議分析得：
40 40:包頭，ascii為@@
40 E9 99 9A : 4字節浮點數,值為7.3
43 52 4C CD: 4字節浮點數據，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的一個變種，RS485一般只有兩根線，數采儀與在線設備通過分時段
占用這兩根線來傳輸數據，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。數據最高傳輸速率為10Mbps 。接口是采用平衡驅動器和差分接收器的組合，
抗共模干擾能力增強，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，才可以達到最大的通信距離，如果需傳輸更長的距離，需要加485中繼器。
3、開關量信號采集：
開關量信號：開關量信號比較簡單，只是通過0、1來反應設備的某種狀態、如開關、啟停、左右等，相對于模
擬信號——信號的大小、方向在時間上是連續變化的。開關量信號的變化不是連續的，即跳躍變化，故又有脈沖
信號的說法。相對于模擬信號它具有抗干擾能力強的特點，但是他表示的數據方式比較簡單，一般不能表達復雜
的狀態。
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