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基于Modbus远程监控系统的通信研究

基于Modbus远程监控系统的通信研究
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数采与监测

《PLC技术应用200例》

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基于Modbus远程监控系统的通信研究

ResearchontheCommunicationofRemoteMonitorandControlSystemBasedonModbus

(1.石家庄学院;2.河北科技大学)

卢智嘉

王俊社

李玉萍

LUZhi-jiaWANGJun-sheLIYu-ping

摘要:通过现场总线技术可以实现监控设备的分散化、网络化、智能化。现场总线技术的核心是通信技术及通信协议,Mod-bus协议是其中之一。本文所介绍的远程监控系统以嵌入式系统为核心,利用其串口与底层I/O节点相连,上层则直接联入以太网,允许授权的用户在以太网任意一点应用浏览器访问该系统,并实现对下层设备的监控。文中在分析Modbus和Mod-bus/TCP协议特点的基础上,探讨了协议转换的可行性,给出了远程监控系统的硬件和软件设计方案,并提出了结合通信技术对系统进行改进的设想。

关键词:以太网;modbus;协议;通信

中图分类号:TN915.03

文献标识码:AAbstract:Fieldbustechniqueisakindofadvancedindustrialcontrolmode.Bythistechnique,thedecentralization,latticingandin-

telligentizingformonitorandcontrolequipmentcanberealized.Thecoreoffieldbusconsistsofmechanicsofcommunicationandcommunicationprotocol.ModBusisoneofthoseprotocols.Thearticleintroducestheremotemonitorandcontrolsystemisbasedonembeddedsystem,communicateswithdatanodesbyserialportandisdirectlyconnectedtoEthernetontheotherside.AuthorizeduserscanaccessthissystemonEthernetinanyplace.BasedonanalyzingcharacteristicsofModbusandModbus/TCPProtocol,thepaperdiscussesthefeasibilityofprotocolconverter,presentsadesignschemeofhardwareandsoftware,thensuggestsaplantoup-gradethesystemthroughcommunicationtechnology.

Keywords:Ethernet;modbus;protocol;communication

文章编号:1008-0570(2008)07-1-0157-02

1引言

远程监控是指本地主机通过网络系统(特别是Internet)对远端的设备进行监测与控制,包括设备的远程数据采集、远程监测和远程维护。通过远程监控,管理人员不必亲临现场或恶劣的环境就可以对现场的工作情况进行监视,完成参数设置与调整,进行故障恢复等。但传统的远程监控存在如下不足之处:

(1)长期占用网络资源,使用成本高,工作效率低,可靠性不高

和传输速率低;

(2)通常无法做到与上层信息管理层或决策层的无缝连接;(3)系统开放性不足,整个系统处于封闭或半封闭状态,可扩

展和可移植性也不高。

现场总线与以太网的互连问题是现今的一个热点问题,是实现远程监控系统的基础。目前,现场总线没有形成统一的标准,多种总线并存;而为了具备与Internet的互联能力,90%以上的以太网运行TCP/IP协议。由于现场总线与以太网通信协议的不同,互联首先遇到的就是协议转换的问题。本文中现场总线选择Mod-

bus协议总线,以太网使用TCP/IP协议,应用层基于Modbus/TCP

协议,详细介绍协议转换的设计思想与实现方式。

2系统设计方案

2.1硬件结构设计

本方案硬件电路主要选用基于ARM7TDMI内核的16/32位

RISC处理器S3C44B0X芯片进行整体控制,选用10M全双工以

太网控制器RTL8201芯片完成网络通信功能,与外界的通信口分别选用9芯串口和UTPRJ-45接口,配以MAX232芯片进行电平转换,如图1所示。

图1硬件体系结构

2.2系统软件实现

软件设计大致分为三块:

(1)μCLinux实时操作系统的ARM移植,μ

CLinux实时操作系统能够对现场设备做出实时反馈,并且实现对多任务有较高要求的性能。(2)RTL8201底层驱动程序,驱动程序屏蔽了底层硬件处理细节,同时向上层软件提供硬件无关接口。(3)TCP/IP协议栈、串行数据的收发和协议转换。本文介绍的重点是TCP/IP协议栈、串行数据的收发和协议转换。

1.TCP/IP协议栈设计

TCP/IP协议分为四层,一般低层包含高层。(1)链路层由控制

同一物理网络上的不同机器间数据传送的底层协议组成。前面介绍的基于8201的驱动程序就是在该层实现的。(2)网络层通过IP协议可以使信息发送到相邻的TCP/IP网络上的任一主机。其中,应该包含ARP地址解析协议,实现从IP地址到数据链路物理地址的映象。(3)传输层该层可让网络程序通过自己定义的通

卢智嘉:硕士研究生157-

技术创新

中文核心期刊《微计算机信息》(测控自动化)2008年第24卷第9-1期

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《现场总线技术应用200例》

数采与监测

道、端口号等相应特性来收发数据。(4)应用层在本系统中,应用层对收到的数据和要发送的数据进行Modbus与TCP/IP协议的

转换。

接收程序时,ARM芯片不断查询8201接收缓冲区是否有数据包存入。当接收到新的数据包,首先对其前18字节进行分析,从而获得整个数据包的有用信息。继而,读Ethernet包头(14字节);如是ARP包(NextProtocol=0x0806),则根据其包头(28字节)信息进行相应的操作;如是IP包(NextProtocol=0x0800),则根据其包头(20字节)信息进入下一层分析,如果是ICMP操作(NextProtocol=OxO1),则进一步分析是ICMP请求、

还是应答帧,然后做出相应操作;如是TCP包(NextProtocol=Ox06),则加TCP信号量进入消息队列(OSQPost),等待主函数处理。这时,触发接收函数读取数据。

发送程序时,首先根据协议转换要发送的数据,进行相应的格式变换。然后适时加上相应的TCP、IP、Ethernet包头,逐层的向下传,最后把整合后的数据通过DMA方式存放于以(0x4000或0x4600)为起始地址的缓冲区,作为数据包发送出去。在发送数据包的过程中,要不断检测发送的状态,适时地进行重发。此时,转换器作为主动连接端和主动断开端。

2.基于Modbus协议的收发设计

Modbus是一个请求/应答协议,并且提供功能码规定的服务。当在Modbus网络上通信时,Modbus协议决定了每个控制器

需要知道它们的设备地址,识别按地址发来的消息,决定要产生何种行动。如果需要回应,控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。控制器能设置为两种传输模式(ASCII或RTU)中的任

何一种,在标准的Modbus网络中进行通信。

在应用中,为了在较短的时间内尽可能扩大数据传输量,采用Modbus协议的RTU

传输模式。

典型的RTU报文帧没有起始位,也没有停止位,而是以至少3.5个字符时间的停顿间隔标志一帧的开始或结束(如表1的T1-T2-T3-T4所示)。报文帧由地址域、

功能域、数据域和CRC校验域构成。所有字符位由l6进制0-9、A-F组成。需要注意的是:在RTU模式中,整个报文帧必须作为一个连续的数据流传输。如果在报文帧完成之前有超过1.5个字符时间的停顿间隔发生,接收设备将刷新未完成的报文并假定下一个字节将是一个新报文的地址域。同样地,如果一个新报文在小于3.5个字符时间内紧跟前一个报文开始,接收设备将认为它是前一个报文的延续。这将产生一个错误,因为对组合的报文来说在最后的CRC域中的值不可能是正确的。

电路板上电后,ARM芯片的串行端口不断侦测网络总线。当第一个域(地址域)被接收到,对其进行解码,以判断是否发给自己。如果地址符合,则接收此帧数据;反之,则丢弃。当有至少

3.5个字符时间的停顿后,标定了此次消息帧传送的结束。一个

新的消息可在此停顿后开始。在接收的时候,为了尽可能地不丢帧、不出现帧错误,把字符之间的间隔时间限制调为略小于

3.5个字符时间。在向设备发送消息帧时,消息帧必须作为一连续的流进行传输,并且字符之间的时间间隔小于1.5个字符时间。如果在帧完成之前有超过1.5个字符时间的停顿,对接收设

备来说,会刷新不完整的消息帧并假定下一字节是新消息帧的地址域。

3.协议转换程序设计

Modbus/TCP工业以太网协议是1998年推出的。该协议是

一种应用层协议,其物理层和数据链路层基于以太网,应用层的定义与Modbus协议家族的其它协议通用,是施奈德电气集团推出的“透明工厂”概念的一部分。协议采用封装的方法,将Mod-

bus报文嵌入到TCP容器中,实现了应用层协议。该协议基于客户机-服务器的模式,以面向连接的方式进行通信。客户机和服务器在进行通信时采用请求-应答的方式,为了实现Modbus报文与TCP协议帧的封装,在Modbus报文的头部加上了六个字节的前缀。在Modbus/TCP协议帧中,从功能码到数据部分的内容与其他Modbus协议帧具有相同的格式和意义。

图2MODBUS帧格式图3MODBUS/TCP的帧格式消息帧结构如图2所示。在Modbus和Modbus/TCP协议之间进行转换时,ModbusPDU不用变换,而是对报头进行相应的转换,MBAP报文的构成如图2中MODBUS/TCP的帧格式所示。对接收到的串流数据进行CRC检验,正确后,去除CRC报尾,加上MBAP报头,组成Modbus/TCPADU;对要发给设备的数据,根据MBAP报头信息得出地址域,然后加上CRC校验。在芯片建一个对应列表,对Modbus功能码做一个映射。

3远程通信需要解决的几个问题

3.1通信实时性和可靠性设计

在实际通信过程中,由于判断帧结束是以时间停顿为标志,而且每帧消息不定长,所以通信中,必须有精确的定时,从而准确地判断帧起始和帧结束。对于时间判断,通过处理器的定时器

很易实现。另外,由于传输过程中线路的干扰和传输距离等因素,单纯的时间判断并不能满足要求。具体的应用中,我们增加了对接受帧字节数的判断达到了改进目的。实际具体运用中,采用如下的方法:

(1)首先,接收采用中断方式以保证实时接收,同时还应对数

据流的间隔进行判断,以便准确判断帧结束。本设计采用串行口中断接收主控制器报文,同时通过一个软件定时判断数据流间断。为了保证可靠性,还增加对接收数据帧字节数的判断,一旦符合预定要求,则进行数据处理,否则的话放弃继续接收下一帧。当然这些帧长度事先都是已知的,通过这个措施基本上消除了误码现象,传输效率得到了明显改善。

(2)采用CRC-16校验。Modbus协议中RTU模式的CRC-16

生成多项式为A001,具体计算过程是先将16位寄存器CRC的各位均置为1(CRC:OxFFFF),然后调用这一过程依次将消息帧中的各个字节数据进行处理。CRC产生过程中,先取第一个字节数据与CRC寄存器的低位相异或,结果存于CRC寄存器,然后通过8次循环将CRC寄存器向右移8位,每次移位时用0填补最高位,并检查移出位。若移出位为1则将CRC寄存器与生成多项式A001相异或,结果存在CRC寄存器,若移出位为0则继续下次移位;依次将其它的字节数据与CRC寄存器相异或后执行上述移位操作,最终得到的CRC值即为CRC-16错误校验码。

3.2通信参数的设置

通信参数主要包括波特率和地址码。对于波特率,由于控

(下转第121页)

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术创新

数采与监测

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送的命令要返回的数据,对外界消息不做响应,程序也不会继续采集,这是我们不需要的工作方式。那么我们需要的是当数据采集程序的某个命令发送出去以后,如果前端数据采集模块或其他环节发生了故障不能及时返回数据,那么数据采集程序等待一定的时间以后,向采集面板报超时错误,接着发送下一个前端控制模块的数据采集命令继续采集,这就是我们要的数据采集方式,这种方式只能用Socket非阻塞函数来实现。因为我们的前端服务程序是单线程的,因此为了保证数据采集程序长期可靠的运行还有一点就是Socket不能老是建立和关闭,我们在实验室测试这种方式容易发生故障,因为Socket在关闭时如果没能正常关闭,则会影响下一次连接,从而影响继续采集。这样的方式下,我们的数据采集程序应该是对每台前端服务器(或网关)进行采集,开始只对该服务器建立一次Socket连接,然后通过这个Socket来进行通讯,等采集完这个服务器下所有的电源时,再关闭这个Socket。

该系统数据采集程序的主要功能是:1,采集频率的设置、前端服务器IP地址设置2,连接不同的前端服务器3,选择不同前端控制模块的采集命令并发送4接收相应前端控制模块采集回来的电源实时数据5,对数据进行处理6,进行数据显示和指示灯设置。7不同电源报警阀值的设置。

由于我们的一个前端控制模块可以带四个电源,它每次以字符串的方式向数据采集程序返回四个电源的实时数据,其中数据返回的是现场不同电源读口模拟电压的值,这样我们还得用一个函数对字符串进行提取,最后,数据采集程序还要选择相应的电源参数把这些值处理成电流的形式以便显示和存储。

该程序的流程图如图4:

图4

3结束语

本文作者创新点是实现了一种在监测频率不高的情况下,可以代替NI的6133数据采集系统,是一种经济可行的数据采集系统。该系统已经在HIRFL-CSR的调试阶段实现了对前端电源的远程实时监测功能,对于前端电源的掉电及电源给定电流值较大的波动能较可靠地返回到控制中心,以便科研工作人员及时作出反应。

参考文献

[1]MFC开发人员参考手册机械工业出版社(美)RobertD,

Thompson

[2]C&C++实效编程百例求实科技编著人民邮电出版社

[3]赵江、

张玮等.微控制器在科研试验中实现的前端设备的远程复位控制.微计算机信息,2007,1-2:131-134[4]MSC1210等器件英文资料

作者简介:赵江(1978.11-),男(汉),甘肃陇南市礼县人,中国科学院近代物理研究所信息工程室工程师,机电控制及自动化专业,从事微计算机控制的研究与开发。

Biography:ZHAOJiang,male,29yearsold,Longnancityofgansuprovince,engineerofInstituteofModenPhysics,researchanddevelopmentofautocontrol.

(730000中国科学院近代物理研究所甘肃兰州)赵江张玮(730070兰州交通大学甘肃兰州)高小媛

(InstituteofModenPhysics,CAS,LanzhouofGansuProv.730000,China)ZHAOJiangZHANGWei

(LanzhouJiaotongUniversity,LanzhouofGansuProv.730070,China)GAOXiao-yuan

通讯地址:(730000兰州市31信箱37分箱)赵江

(收稿日期:2008.07.13)(修稿日期:2008.08.25)

(上接第158页)

制器都采用相同规格的ARM芯片和晶振,在软件中通过定时器设定,所有的控制器在接入前都设定成相同的波特率。对于

PC机,波特率也是在编写的监控软件设定完成。对于地址码,

在监控主机程序中事先约定若干个地址码,而从机自身地址码存储在EEPROM中,可以手动随意更改,因此,系统具有很大的灵活性,易于扩展。

4结论

采用Modbus通信协议在远程监控系统中,实现了主机对远程设备的监控。从实际运用看,基于Modbus协议的网络监控简单、可靠、经济,解决好通信和协议转换的问题后是实现远程网络监控的一种比较好的方式。

本文创新观点:在给出了远程监控系统的硬件和软件设计方案之后,提出了结合通信技术对系统的实时性、可靠性以及通信参数的设置进行了分析说明。

参考文献

[1]习博,方彦军.工业以太网中网络通信技术的研究[J]微计算机信息,2005,2:148-150

[2]阳宪惠.工业数据通信与控制网络[M],北京:清华大学出版社,2003

[3]潘洪跃.基于MODBUS协议通信的设计与实现[J],

计量技术,2002,4:35-36

[4]贾志平,

张瑞华主编.嵌入式系统原理与接口技术,北京:清华大学出版社,2005

作者简介:卢智嘉(1982-),男(汉族),河北石家庄市人,石家庄

学院,电气信息工程系教师,主要研究方向为网络信息管理、嵌入式系统.

Biography:LUZhi-jia(1982-),man(hannationality),Shiji-azhuangHeBei,ShijiazhuangUniversity,Departmentofelectricalengineering,Researcharea:networkinformationmanagement,em-beddedsystem.

(050035石家庄学院)卢智嘉

(050054石家庄河北科技大学)卢智嘉王俊社李玉萍

通讯地址:(050054石家庄石家庄市新华西路505号河北科技大学,硕士研究生05级5班)卢智嘉

(收稿日期:2008.07.13)(修稿日期:2008.08.25)

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智能家居远程监控系统的研发

智能家居远程监控系统的研发 摘要随着社会的快速发展,人们的生活方式发生了巨大的变化。但是人类的居家方式却没有得到很好的发展,人们迫切希望可以使用先进的技术来改善当今的居家方式,如何有效地打造一个符合人们心目中期待的智能家居系统,并且有效地将家居设备与外部通信于一体已成为当下的新型住房的一个研究热点。基于这一问题,我们选择了研究智能家居的远程监控系统作为研究方向。 關键词智能家居;远程监控;网络管理 1 前言 工业化的不断推进和信息化的不断发展,给人们的生活带来了很大的变化,但是在国内,智能家居起步较晚。然而政府对此高度重视,使得人们对智能家居却非常憧憬。目前,国内的一些家电巨头,也开始进入智能化的家居市场。部分企业推出了各自的家居系统产品,例如小米的智能家庭,清华同方的“e-home数字家园”、永乐家电以及瑞郎、索博等厂家的体验中心,都同样成立了专业的智能楼宇化公司,加快了智能家居的发展。 基于上述背景下提出的创新的设计理念,采用PXA270作为控制器和Siemens公司的GPS模块MC391组成的系统取代了传统的无线传感器,使网络具有非常显著的优点,我们还采用了ARM芯片的强大的片内和片外的资源,将系统的架构简化,通过植入嵌入式Linux系统,利用丰富的协议接口,极大地降低了开发难度,并且方便以后升级,具有很强的实用性和推广意义。 硬件设计是基于SAMSUNG的S3C2440的网关服务器,在此基础上通过外接GPRS模块和internet网线实现与外界的信息交互;家庭内部Zigbee协调器节点通过RS232串口与网关服务器相连接,实现网关服务器和各Zigbee终端节点的信息交互[1]。 2 项目设计 根据课题预定的目标,在本设计中,主控制板选用的是SAMSUNG公司的16/32位S3C2440A微处理器,它采用ARM920T的核,主频为400MHz。其最小系统由2M Nor Flash、2片32M bytesSDRAM、2片128MbytesNand Flash、电源调节芯片和复位芯片组成。同时S3C2440具有丰富的外围设备资源:具有4路A/D(模数转换)转换通道、1个RS232串口、2个TTL串口、一个自适应10/100M网络的DM9000网卡接口芯片、1个标准SD卡座以及外接一个3.5寸的LCD屏。外扩接口方面包括1个34 pin GPIO接口、1个40 pin系统总线接口[2]。 2.1 Zigbee模块电路设计

MODBUS通讯协议及编程

通讯协议及编程 通讯协议分为协议和协议,我公司的多种仪表都采用通讯协议,如:2000智能电力监测仪、巡检表、数显表、光柱数显表等。下面就协议简要介绍如下: 一、通讯协议 (一)、通讯传送方式: 通讯传送分为独立的信息头,和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与通讯规约相兼容: 初始结构= ≥4字节的时间 地址码 = 1 字节 功能码 = 1 字节 数据区 = N 字节 错误校检 = 16位码 结束结构= ≥4字节的时间 地址码:地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码,并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址,而从机发送的地址码表明回送的从机地址。 功能码:通讯传送的第二个字节。通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送,通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应,从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样,并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为1(比如功能码大与此同时127),则表明从机没有响应操作或发送出错。 数据区:数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。 码:二字节的错误检测码。 (二)、通讯规约: 当通讯命令发送至仪器时,符合相应地址码的设备接通讯命令,并除去地址码,读取信息,如果没有出错,则执行相应的任务;然后把执行结果返送给发送者。返送的信息

中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不发送任何信息。 1.信息帧结构 地址码:地址码是信息帧的第一字节(8位),从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码,并且只有符合地址码的从机才能响应回送。当从机回送信息时,相当的地址码表明该信息来自于何处。 功能码:主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。表1-1列出的功能码都有具体的含义及操作。 数据区:数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。这些信息可以是数值、参考地址等等。例如,功能码告诉从机读取寄存器的值,则数据区必需包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。对于不同的从机,地址和数据信息都不相同。 错误校验码:主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。有时,由于电子噪声或其它一些干扰,信息在传输过程中会发生细微的变化,错误校验码保证了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用16校验方法。 注:信息帧的格式都基本相同:地址码、功能码、数据区和错误校验码。 2.错误校验 冗余循环码()包含2个字节,即16位二进制。码由发送设备计算,放置于发送信息的尾部。接收信息的设备再重新计算接收到信息的码,比较计算得到的码是否与接收到的相符,如果两者不相符,则表明出错。 码的计算方法是,先预置16位寄存器全为1。再逐步把每8位数据信息进行处理。在进行码计算时只用8位数据位,起始位及停止位,如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位,都不参与码计算。 在计算码时,8位数据与寄存器的数据相异或,得到的结果向低位移一字节,用0 填补最高位。再检查最低位,如果最低位为1,把寄存器的内容与预置数相异或,如果最低位为0,不进行异或运算。 这个过程一直重复8次。第8次移位后,下一个8位再与现在寄存器的内容相相异或,这个过程与以上一样重复8次。当所有的数据信息处理完后,最后寄存器的内容即为码值。码中的数据发送、接收时低字节在前。 计算码的步骤为:

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海南金光阳科技有限公司监控系统软件 使 用 说 明 书 二零一一年版

目录 一、欢迎使用龙安视数字监控系统 (2) 二、服务器功能设置 (3) 三、录像选项 (4) 四、录像质量 (5) 五、报警设置 (6) 六、设置自动工作计划 (8) 七、云台设置 (9) 八、网络认证 (10) 九、其它参数设置 (11) 十、调色方案设置 (12) 十一、录象回放 (13)

一、欢迎使用龙安视数字监控系统 欢迎使用龙安视数字监控系统本龙安视数字监控系统(Lonse)集音视频数据实时采集与压缩、联动报警、辅助设备控制、网络远程控制等于一体,数据压缩采用H.264算法,整套系统具有运行速度快、占用资源少、声音与画质清晰、录像时间长、性能稳定、设置灵活、操作简便等特点,可广泛应用于银行、电力、学校、智能小区、医院、工厂、武警部队等绝大部分领域。

二、服务器功能设置 龙安视数安监控系统软件主界面功能介绍 软件界面功能可以分工作状态功能、云台控制功能和设置功能三大部份组成。 1、系统设置功能: 从左到右依次为:系统设置、录像回放、网络服务、现场拍照、音频开关、画面分格、 其它功能七个部份。 详细功能使用可参阅系统设置说明部分 2、用户登录:用户名admin 密码:1234 3、工作状态部份: 以不同色彩来表示各功能下的状态,每项功能页表都包括了全开和全停 按钮以方便用户使用。 1).系统时间显示: 2).预览开关:选中的通道显示为,未选中通道显示为 3).通道录像:为开启手动录像、关闭手动录像)。 4).报警状态:当有报警时对应的通道按钮会显示红色。 5).色彩调节:用户可根据现场实现环境来设置图像的亮度、对比度、 色度、饱和度进行调节。 4、云镜控制部份: 该功能区域应用于云台控制,包括了云台的基本功能以及高速球的巡航 功能。 光圈:左边圈形按钮是放小光圈功能,右边为放大光圈功能。 变焦:左右两个为缩放功能按钮。 变倍:左右两个为变倍功能按钮。 雨刷:左右两个为开关功能按钮。 四方向控制和巡航功能按钮:用于控制云台针对四个方向转动的功能按

扩频通信的基本原理演示教学

扩频通信的理论基础 1.1扩频通信的基本概念 通信理论和通信技术的研究,是围绕着通信系统的有效性和可靠性这两个基本问题展开的,所以有效性和可靠性是设计和评价一个通信系统的主要性能指标。 通信系统的有效性,是指通信系统传输信息效率的高低。这个问题是讨论怎样以最合理、最经济的方法传输最大数量的信息。在模拟通信系统中,多路复用技术可提高系统的有效性。显然,信道复用程度越高,系统传输信息的有效性就越好。在数字通信系统中,由于传输的是数字信号,因此传输的有效性是用传输速率来衡量的。 通信系统的可靠性,是指通信系统可靠地传输信息。由于信息在传输过程中受到干扰,收到的信息与发出的信息并不完全相同。可靠性就是用来衡量收到信息与发出信息的符合程度。因此,可靠性决定于系统抵抗干扰的性能,也就是说,通信系统的可靠性决定于通信系统的抗干扰性能。在模拟通信系统中,传输的可靠性是用整个系统的输出信噪比来衡量的。在数字通信系统中,传输的可靠性是用信息传输的差错率来描述的。 扩展频谱通信由于具有很强的抗干扰能力,首先在军用通信系统中得到了应用。近年来,扩展频谱通信技术的理论和应用发展非常迅速,在民用通信系统中也得到了广泛的应用。 扩频通信是扩展频谱通信的简称。我们知道,频谱是电信号的频域描述。承载各种信息(如语音、图象、数据等)的信号一般都是以时域来表示的,即信息信号可表示为一个时间的函数)(t f 。信号的时域表示式)(t f 可以用傅立叶变换得到其频域表示式)(f F 。频域和时域的关系由式(1-1)确定: ?∞ ∞--=t e t f f F ft j d )()(π2 ?∞ ∞-=f e f F t f ft j d )()(π2 (1-1) 函数)(t f 的傅立叶变换存在的充分条件是)(t f 满足狄里赫莱(Dirichlet)条件,或在区间(-∞,+∞)内绝对可积,即t t f d )(?∞ ∞-必须为有限值。 扩展频谱通信系统是指待传输信息信号的频谱用某个特定的扩频函数(与待传输的信息信号)(t f 无关)扩展后成为宽频带信号,然后送入信道中传输;在接收端再利用相应的技术或手段将其扩展了的频谱压缩,恢复为原来待传输信息信号的带宽,从而到达传输信息目的的通信系统。也就是说在传输同样信息信号时所需要的射频带宽,远远超过被传输信息信号所必需的最小的带宽。扩展频谱后射频信号的带宽至少是信息信号带宽的几百倍、几千倍甚至几万倍。信息已不再是决定射频信号带宽的一个重要因素,射频信号的带宽主要由扩频函数来决定。 由此可见,扩频通信系统有以下两个特点: (1) 传输信号的带宽远远大于被传输的原始信息信号的带宽; (2) 传输信号的带宽主要由扩频函数决定,此扩频函数通常是伪随机(伪噪声)编码信号。 以上两个特点有时也称为判断扩频通信系统的准则。

精编通讯规约通信规约

DL/T645-1997 通讯规约通信规约 1 、范围 该通信规约适用于本地系统中多功能表的费率装置与手持单元(HHU )或其它数据终端设备进行点对点的或一主多从的数据交换方式,规定了它们之间的物理连接、通信链路及应用技术规范。 2 、引用标准 GB/T3454-1994 数据通信基本型控制规程 GB/T9387-1995 信息处理系统开放系统互连基本参考模型 DL/T614-1997 多功能电能表 IEC1107-1996 读表、费率和负荷控制的数据交换---直接本地数据交换 IEC1142--1993 读表、费率和负荷控制的数据交换---本地总线数据交换 ITU-TV。24—1993 非平衡双流接口电路的点特性 ITU-TV。28—1993 数据终端设备(DTE )和数据电路终接设备(DCE )之间的 接口电路定义表 3 、RS-485 标准串行电气接口 本协议采用RS-485 标准串行电气接口,使用点连接成为可能.RS-485 接口的一般性能应符合下列要求. 3.1驱动与接收端、耐静电(ESD)±5kV(人体模式)。 3.2共模输入电压:-7V?+12V。 3.3 差模输入电压:大于0.2V 3.4驱动输出电压:在负载阻抗54欧姆时,最大5V,最小1.5V 3.5 三态方式输出 3.6半双工通信方式3.7驱动能力不小于32个同类接口。

3.8在传输速率不大于100kbps条件下,有效传输不小于1200m 3.9总线是无源的,由费率装置或数据终端、提供隔离电源。 4.1字节格式 每字节含8位二进制码,传输时加上一个起始位(0 )、一个偶校验位和一个停止位(1)共11 位。其传输序列如图1。D0是字节的最低有效位,D7是字节的最高有效位。先传低位,后传高位。 起始位8位数据偶校验位停止位 图1 字节传输序列 4.2帧格式 帧是传送信息的基本单元。帧格式如图2所示 图2 帧格式 421帧起始符68H :标识一帧信息的开始,其值为68H=01101000B 422地址域A0 s A5 :

JCQ基桩检测远程监控系统质监站使用说明书

JCQ基桩测试远程监管系统质量监督站软件 使用说明书 徐州市建筑工程研究所

目录 1.前言 (2) 2.质量监督站的管理功能 (3) 2.1单位资质的管理 (3) 2.1.1下级监督单位 (3) 2.1.2检测机构 (4) 2.2人员及设备信息的管理 (5) 2.2.1人员管理 (5) 2.2.2设备信息管理 (6) 2.3检测备案书的管理 (7) 2.3.1新建备案书 (8) 2.3.2审核 (8) 2.3.3监督登记 (8) 2.4检测数据的监督与统计 (8) 2.4.1当前及历史数据查看功能 (8) 2.4.2可疑及不合格数据管理功能 (10) 2.4.3数据的查询及统计功能 (10) 2.5系统用户的权限管理 (12)

1.前言 在我国经济建设的发展、住房制度的改革、基础建设投入的加大等因素的影响下,建筑行业近十年来迅猛发展,基桩检测市场供需量也急剧增长。为了承揽工程、获得利润及生存空间,各检测机构之间竟相压价、恶性竞争,使检测数据的真实性受到挑战,直接影响到建筑工程的质量。为了避免基桩检测市场产生混乱及检测机构恶性竞争,保证建筑工程的检测质量,徐州市建筑工程研究所根据多年生产基桩检测仪器的经验,结合全国检测管理部门及检测机构内部管理的要求,研制出基桩检测数据实时远程监管系统。 本系统通过GPRS网络及数据库和网络通讯等先进的信息技术,在管理机构建立一个覆盖全市(全省)范围的建设工程桩基检测监管网络,实现对本市(全省)范围的所有桩基测试集中统一数据采集、管理,桩基检测工作的自动化和网络化。用高效、准确、可靠的数据库管理取代以往松散、杂乱而易出错的人为管理,极大地提高桩基检测工作的效率以及业务和管理水平。 通过这套管理模式的推广应用,可以实现以下管理需求: (1)通过互联网终端将全市进行基桩检测技术服务的单位纳入一个统一的网络平台进行管理,达到企业管理信息化和集中化。 (2)对全市持证的基桩检测人员集中管理,避免非持证人员扰乱市场或持证人员到处兼职的情况出现。 (3)对各基桩检测机构的设备进行管理,避免检测机构间的恶意竞争,并对稳定基桩检测市场价格起到一定的作用。 (4)可以验证各基桩检测机构提供的检测数据是否符合实际检测情况、是否符合检测规范,是否存在人为修改行为。 (5)通过将工程验收与网上检测数据相结合,杜绝各种未经许可进行的检测活动,更加规范检测市场。 (6)可以对各基桩检测项目的档案留存规范统一。 采用本系统后,将为管理机关检查各基桩检测机构的工作提供极大的方便,对于各基桩检测机构的工作起到了有效的监督制约作用,同时也为各基桩检测机构加强内部管理提供了有力的技术支持。对维持基桩检测市场的稳定性、提升各检测机构的竞争力起到积极的促进作用。

智能家居远程监控系统

一种基于SMS的智能家居远程监控系统(1) 关键字:SMS智能家居远程监控系统 1 引言 随着生活节奏的加快,生活水平的提高,人们对现代家居的安全性、智能性、舒适性和便捷 性提出了更高的要求。智能家居控制系统就是适应这种需求而出现的新事物,正朝着智能化、远程化、小型化、低成本等方向发展。如今手机已经十分普及,如何让普通百姓只需要 增加少量投入便可以通过手机远程遥控自己家中的电器设备,远程查看设备或安防系统状 况。同时,一旦家中发生煤气泄露、火灾、被盗等安全事故时能够立即获知警报,及时处理。为此本文提出了一种基于SMS和Atmega128 的智能家居远程监控系统。 2 系统结构及工作原理 本文所设计的智能家居远程监控系统由CP U 模块、短信收发模块、电源模块、时钟模块、LCD 显示模块、键盘模块、驱动模块、无线收发模块、检测模块等模块组成,如图 1 所示。系统的工作原理如下:用户通过手机将控制或查询命令以短信的形式通过GSM 网发送到短信收发模块,CPU 再通过串口将短信读入内存,然后对命令分析处理后作出响应,控制相 应电器的开通或关断,实现了家电的远程控制。CPU 定时检测烟感传感器、CO 传感器、门禁系统的信号,一旦家中发生煤气泄露、火灾、被盗等险情时,系统立即切断电源、蜂鸣 器警报并向指定的手机发送报警短信,实现了家居的远程监视。为了达到更人性化的设计, 当用户在家时可通过手持无线遥控器控制各个家电的通断,通过自带的小键盘设定授权手机 号码、权限和设定系统的精确时间等参数。LCD 用来实时显示各电器状态和各个传感器的 状态。 图1 系统结构框图 3 硬件系统设计

MODBUS_RTU通信规约

MODBUS_RTU通讯规约(本协议采用主从问答方式) PDM系列仪表/变送器: PDM系列仪表/变送器采用全新的设计,革命性地改变了传统电表的概念;具有多功能、高精度、数字式、可编程、结构紧凑、多画面显示的特点,它可以满足电力工业未来对电表的需求。 MODBUS通讯协议: ModBus通讯规约允许PDM系列仪表/变送器与施耐德、西门子、AB、GE等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器(PLC)、RTU、SCADA系统、DCS或与第三方具有ModBus 兼容的监控系统之间进行信息交换和数据传送。 PDM系列仪表/变送器只要简单地增加一套基于计算机(或工控机)的监控软件(如:组态王、Intouch、FIX、synall等)就可以构成一套电力监控系统。 广泛的系统集成: PDM系列仪表/变送器提供了标准的RS-485/422通讯接口及ModBus通讯协议,这个通讯协议已广泛被国内外电力行业及工控行业作为系统集成的标准。 通讯数据的类型及格式: 信息传输为异步方式,并以字节为单位。在主站和从站之间传递的通讯信息是11位的字格式: 字格式(串行数据) 11位二进制 起始位1位 数据位8位 奇偶校验位1位:有奇偶校验位/无:无奇偶校验位 停止位1位:有奇偶校验位/2位:无奇偶校验位 ●通讯数据(信息帧)格式 数据格式:地址码功能码数据区错误校检 数据长度:1字节1字节N字节 16位CRC码(冗余循环码) ★ 注:1、1个字节由8位二进制数组成(既8 bit)。 2、ModBus是Modicon公司的注册商标。

一、通讯信息传输过程: 当通讯命令由发送设备(主机)发送至接收设备(从机)时,符合相应地址码的从机接收通讯命令,并根据功能码及相关要求读取信息,如果CRC校验无误,则执行相应的任务,然后把执行结果(数据)返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以及CRC校验码。如果CRC校验出错就不返回任何信息。 1.1 地址码: 地址码是每次通讯信息帧的第一字节(8位),从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码,并且只有符合地址码的从机才能响应回送信息。当从机回送信息时,回送数据均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址,而从机返回的地址码表明回送的从机地址。相应的地址码表明该信息来自于何处。 1.2 功能码: 是每次通讯信息帧传送的第二个字节。ModBus通讯规约可定义的功能码为1到127。PDM系列仪表/变送器仅用到其中的一部分功能码。作为主机请求发送,通过功能码告诉从机应执行什么动作。作为从机响应,从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样,并表明从机已响应主机并且已进行相关的操作。 表8.1 MODBUS部分功能码 功能码定义操作(二进制) 02 读开关量输入读取一路或多路开关量状态输入数据 01 读开关量输出读取一路或多路开关量输出状态数据 03 读寄存器数据读取一个或多个寄存器的数据 05 写开关量输出控制一路继电器“合/分”输出 06 写单路寄存器把一组二进制数据写入单个寄存器 10 写多路寄存器把多组二进制数据写入多个寄存器 1.3 数据区: 数据区包括需要由从机返送何种信息或执行什么动作。这些信息可以是数据(如:开关量输入/输出、模拟量输入/输出、寄存器等等)、参考地址等。例如,主机通过功能码03告诉从机返回寄存器的值(包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度),则返回的数据包括寄存器的数据长度及数据内容。对于不同的从机,地址和数据信息都不相同(应给出通讯信息表)。 PDM系列仪表/变送器采用Modbus通讯规约,主机(PLC、RTU、PC机、DCS等)利用通讯命令(功能码03),可以任意读取其数据寄存器(其数据信息表详见附录)。PDM 系列仪表/变送器的数据寄存器存储的电量多达几百个(如:电流、电压、功率、0~31次谐波分量等),并且都是16位(2字节)的二进制数据,并且高位在前;一次最多可读取寄存器数(既各种电量的数量)是50个。 PDM响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区的数据都是两个字节,并且高位在前(电能量除外)。 注:1、PDM-820AC/ACM/ACR、PDM-800AC/ACM具有“03”、“06”、“10”功能码; 2、如果PDM采用MODBUS ASCII通讯协议,其通讯数据格式为;7个数据位,1个 停止位,偶校验。

扩频通信及matlab仿真

扩 频 通 信 及Matlab 仿 真 江西师范大学 物理与通信电子学院2009级通信工程(2)班姓名xxx 学号xxxxxxxx

目录 一、摘要 (3) 二、数字通信原理 (4) 三、衰落信道与抗衰落技术 (5) 四、多址通行 (6) 五、扩频通信原理 (6) 六、直接序列扩频通信 (8) 七、基于matlab的直接序列扩频仿真 (10) 八、结束语 (13) 九、参考书目 (14) 十、致谢 (15)

摘要 扩频通信即扩展频谱通信,它与光纤通信、卫星通信一同被誉为信息时代的三大高技术通信传输方式。扩频通信技术自50年代中期美国军方开始研究,一直为军事通信所独占,广泛应用于军事通信、电子对抗以及导航、测量等各个领域,直到80年代初才被应用于民用通信领域。为了满足日益增长的民用通信容量的需求和有效地利用频谱资源,各国都纷纷提出在数字峰窝移动通信、卫星移动通信和未来的个人通信中采用扩频技术,扩频技术现已广泛应用于蜂窝电话、无绳电话、微波通信、无线数据通信、遥测、监控、报警等系统中。本文根据扩频通信的原理,利用MATALB对扩频通信中最常用的直扩通信系统进行了仿真。

数字通信原理: 1)所谓数字通信就是利用数字传输技术来进行的通信。它包括对模拟信号的编码和调制,传输媒介以及对数字信号的解调和解码。 2)典型的数字通信系统模型如图1-1: 图1-1 信源:信息的来源一般是模拟信号。 信源编码:模拟信号转变为数字信号; 信号压缩处理;信号的高效率编码。 信道编码:检错、纠错编码,提高信号抗干扰能力;

信息加密,防止信息被窃取。 调制变换:波形编码,信号调制,使基带信号适合在特定的 道中传输。 传输媒介:有线、无线信道,网络交互设备。 解调、信道译码、信源译码:对信号作上述处理相反对变换。 信宿:信息的最终传输目的地 衰落信道与抗衰落技术: 1)衰落信道的产生:无线通信是基于电磁波在空间中的传播来实现信息的传递的。无线信道的电波传播特性与电波传播的环境密切相关。电波环境主要包括:地形地貌、各种建筑物、气候气象、电磁干扰、移动体的运动速度和工作频段等。因此在实际应用中不可避免的产生衰落信道。 2)衰落信道主要包括:阴影衰落和多径衰落。 3)抗衰落技术主要包括:①空间分集技术 ②Rake接收方式 ③信道交织技术 ④多载波传输技术 ⑤信道均衡技术 ⑥扩频通信技术等等

监控系统用户使用手册

目录 第一章系统概述…………………………………………. 第二章系统配置与安装…………………………………. 第三章系统使用说明……………………………………. 第一节启动SQL SERVER…………………………… 第二节进入系统………………………………………. 第三节主界面…………………………………………. 第四节实时监控………………………………………. 第五节信息查询………………………………………. 第六节报表统计………………………………………. 第七节系统管理………………………………………. 第四章技术支持………………………………………….

第一章系统概述 1、CNGMS加气站管理系统概述 CNGMS加气站管理系统是随着现代科技的发展,根据加气站的实际情况而开发的一套管理系统。该系统是智能化的售气管理系统,它采用先进的加气机前端控制和通讯技术,加之配有功能强大,数据安全准确的大型数据库及操作方便,界面友好的计算机管理系统,使得控制系统不仅具有在加气控制过程中的必备功能,还能解决许多一般CNG加气站在售气控制系统不能够数据采集、统计、查询和报表处理的问题,达到满足CNG站加气机与计算机终端硬件有效联机,结合完善的智能中央数据统计管理系统软件、配套IC卡,实行一车一卡或一车多卡,每车打印出加气信息参数,统计数据随调随查,每天每月每年信息保存量大、数据统计准确,使加气站的售气工作管理更加科学化、智能化,提高了CNG加气站的售气工作效率,为大规模多站联网奠定坚实的基础。 系统能时时记录下端机传来的数据,对下端机加气数据进行监控、处理、存储,并提供了多种查询、统计方式供用户使用,以便满足用户的各种不同要求; 这种配套使用非接触式IC卡的加气站管理系统也称为射频卡收费系统,它采用先进的非接触式IC卡技术、微处理器技术和图文并茂的WINDOWS界面, 使用当今世界上流行的RAD(Rapid Application Development)工具和大型数据库 SQL SERVER 开发。数据库具有先进的数据管理、优秀的安全机制和数据备份等功能。 2、CNGMS加气站管理系统主要功能 ●实时监控加气数据; ●能按班组、员工卡号、车型、消费方式、公司名、车牌号等多种方式进 行加气明细查询,如使用了非接触式IC卡的,还可以用卡号、卡型等进 行全面查询,并可打印等; ●数据统计功能,能根据查询结果进行售气量统计等等; ●数据备份功能; ●操作员管理,可靠的安全机制,包括操作权限、操作口令; ●对下端机进行时间、参数、总累等数据读取,并能设置下端机的单价、 时间和各种参数。 3、系统性能 (1)、时间精度为秒,数值精度到2或4位小数。 (2)、 10万多笔记录用户查询和统计最长不超过2分钟显示结果,视服务器和工作站性能有所出入。

Modbus通讯协议学习

Modbus通讯协议学习 了解了它,会使你对串口通信有一个清晰的认识!通用消息帧ASCII消息帧(在消息中的每个8Bit 字节都作为两个ASCII字符发送) 十六进制,ASCII字符0...9,A...F 消息中的每个ASCII字符都是一个十六进制字符组成每个字节的位1个起始位n个数据位,最小的有效位先发送1个奇偶校验位,无校验则无1个停止位(有校验时),2个Bit(无校验时)错误检测域LRC(纵向冗长检测) RTU 消息帧8位二进制,十六进制数0...9,A...F 消息中的每个8位域都是一个两个十六进制字符组成每个字节的位1个起始位8个数据位,最小的有效位先发送1个奇偶校验位,无校验则无1个停止位(有校验时),2个Bit(无校验时)错误检测域CRC(循环冗长检测) CRC校验 (https://www.wendangku.net/doc/de13283790.html,/view/1664507.htm) public static string CRCCheck(string val) { val = val.TrimEnd(' '); string[] spva = val.Split(' '); byte[] bufData = new byte[spva.Length + 2]; bufData = ToBytesCRC(val); ushort CRC = 0xffff;

ushort POLYNOMIAL = 0xa001; for (int i = 0; i < bufData.Length - 2; i++) { CRC ^= bufData[i]; for (int j = 0; j < 8; j++) { if ((CRC & 0x0001) != 0) { CRC >>= 1; CRC ^= POLYNOMIAL; } else { CRC >>= 1; } } } return Maticsoft.DBUtility.HLConvert.ToHex(System.BitConverter .GetBytes(CRC)); } /// <summary>

MF设备远程监控与运行管理系统说明书

M F设备远程监控与运行管理系统说明书文件排版存档编号:[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

MF3000 设备远程监控与运行管理系统 说 明 书 中国华电南京农网城网工程有限公司 2008 年 07月 08日

目录 一、公司简介 企业简介 中国华电南京农网城网工程有限公司依托华电集团总公司的雄厚实力和国电南京自动化股份有限公司的技术优势,在中低压变电站综合自动化系统,发电厂、厂用系统保护,电力故障录波系统,自动准同期装置,高频开关直流电源系统等方面进行技术研究、产品开发、工程技

术,并进行相关的技术咨询和技术服务。公司被国家经贸委推荐为第一批全国城乡电网建设与改造所须设备产品及生产企业。(国经贸电力[1988]844号) 公司具备强大的研发团队,与着名高校东南大学电气工程学院深度合作,以国际领先的技术和理念,开发出MF系列设备远程监控与运行管理系统及旋转设备故障综合在线检测仪,填补了国内空白。产品广泛应用于电力、煤炭、化工,钢铁,水泥等系统的各类异步电机上,深受用户的好评。 公司始终贯彻“诚信为本,客户至上,坚持创新,追求卓越”的价值理念。经过多年的发展积累,公司拥有一支高水平,资深的电力自动化技术人才队伍,结合着名高等学府先进的理论及强大的研发能力,竭诚为广大用户提供优质的产品和服务。 二、设备状态监测概述 当今企业追求效益最大化面临巨大的压力,在影响企业效益的关键环节中,对企业关键资产设备优化运行和合理的维护决策以实现资产效益最大化,显得尤其重要且较易实现,集成的状态监测应用信息化解决方案使这一目标变成现实。作为企业ERP/EAM体系中重要的控制环节,状态监测技术是综合了传感技术、机械、振动、电气、信息网络、模糊理论等多项技术,建立设备的运行状态数据仓,进行复杂的状态监测与故障诊断,达到可靠性维护与状态检修的目的。推行状态检修的直接效益有:①节省大量维修费用;②提高企业可用系数;③延长设备使用寿

智能家居监控报警系统

设计作品名称 基于物联网和Android的智能家居监控报警系统 学校名称:工业学院 团队名称:工院梦之队 第一导师:冶(副教授) 第二导师:(职称) 队长:翮誉 队员1:马鑫 队员2:路志福 队员3:薛梅 全国大学生物联网设计竞赛组委会 2015年5月

诚信承诺申明 本参赛队全体队员及指导教师已认真阅读《全国大学生物联网设计竞赛章程》关于竞赛作品的知识产权之全部条款,重申明,在参加全国大学生物联网设计竞赛时所呈交的竞赛作品及作品设计文档均为参赛队员在指导教师指导下独立完成。尽本参赛队所知,竞赛作品及作品设计文档中,除特别加以标注的部分外,不存在侵犯第三方知识产权的容。竞赛作品及作品设计文档并非由参加其他竞赛之作品及作品设计文档未经改动直接参赛;如作品确参加过其他竞赛的,本参赛队承诺参加本次比赛之作品已经过较大改动。 指导教师签名:冶 日期:2015 年5 月29 日

摘要 随着人们生活水平的不断提高,家居环境和小区的安全防需求日趋紧迫,传统的安防产品往往只具有现场报警、监控位置固定、监测参量单一、需综合布线等特点,无法实现多参量集中监测、自由布防、远距离报警、现场画面实时采集以及家用电器远程控制的功能。而随着无线传感网络技术应用的不断推广,可以将安防区域各种状态信息进行多点采集、无线连接、集中处理,在此基础上,进一步将无线传感网络、移动通信网络和互联网相结合,就可以实现安防区域状态信息的远程、多点、实时智能监控。 本系统在设计上采用了无线传感网+GPRS网络+智能手机监控终端+网络服务器的架构模式。在家居环境部,通过布置多个无线监测节点,实时采集各类监测数据及入侵状态并以无线方式汇总到主节点,然后主节点的数据通过GPRS模块分别以短信、彩信方式发送给多用户手机,以及以TCP/IP协议的方式上传至网络服务器;在用户智能手机端,通过android开发的程序界面实现家居环境数据及家电状态的实时监测和远程控制,同时通过GPS定位方式自动实现入侵监测的布防和撤防;在网络服务器端,实现了家居环境各参量

远程抄表使用说明书-终端.

远程抄表监控系统 使用说明书(监控终端部分) 2006年5月

第一部分系统主要组成、原理及主要功能 一、系统组成和基本工作原理 如下图所示,本系统主要由监控中心和监控终端组成。该系统以GSM公用通信网络(短信)作为通信信道,可以对众多用户进行远程抄表、遥测和遥控,及时发现各种用电异常和窃电现象。 监控中心由安装《远程抄表监控系统》软件的微机和GSM通信单元组成,微机和GSM通信单元通过RS232通信串口连接; 监控终端为现场监控设备,通常安装于被监控的开关箱(柜),如下图所示。(电能表应尽量选择相同规格型号的多功能电能表) 路器状态、电压缺相状态、门禁等开关量;对断路器进行控制输出等。

二、术语及相关说明 1、最大需量: 在指定的时间区间内,需量周期中测得的平均功率最大值。 2、设置参数: 针对终端而言,包括电表(测量点)数量,每块电表的序号、端口号、通信地址等信息 3、测量点基本参数: 电表的电压互感器倍率、电流互感器倍率、额定电压、额定电流、接线方式等参数。 4、状态量(开关量): 包括断路器状态、门禁状态,缺相状态等 5、模拟量: 电表测量的电压、电流、功率、功率因数等参数。 6、断相纪录: 指电表记录的断相时间、次数及相关信息。 7、电表状态: 包括电表状态字、电网状态字、编程时间次数、电池运行时间等。 8、上月信息: 具备电能冻结功能的电表在冻结日冻结的电表电能示值及最大需量相关数据。 9、反向数据: 电表连接,电流反向时计量的电能或者最大需量相关数据。

10、四象限无功电能: 无功电能正、反向各个象限分量计量的值。 11、通信速率: 终端和电表通信速率。 12、电表地址 终端和电表通信(RS-485)地址,同一终端连接的不同电表,地址应具备唯一性。 13、电能示值整数位: 电表电能示值的整数位数。 14、行政区代码: 监控系统所在地区的代码(见附录)。 15、终端地址: 中心和终端通信的地址。同一中心的不同终端,地址应具备唯一性。16、监控中心地址 监控中心地址,不同的监控中心应不同。 17、终端自动抄表日(日时分): 每月当日时间终端主动上传上月冻结电能示值,当前电能示值;每周一、四在此时刻主动上传当前电能示值。 三、监控终端主要功能 1、多功能电度表数据采集和上传(上传数据具体内容需电表支持) 监控终端通过RS485可以连接1~3块多功能电度表,采集多功能电能表相关数据(电能示值、最大需量、模拟量、设置量、开关量),通信协议符合

智能家居控制系统设计方案

智能家居控制系统设计方案 摘要:本文研究和设计了一种应用于智能家居环境中的远程自动控制系统方案。它将操作指令由GSM手机经GSM网络传至家中的值守GSM模块,再由该GSM模块通过由单片机控制的红外无线局域网传输红外信息来控制家电动作,完成对信息家电的控制意图,并可将信息家电的信息反馈回来,以便进行下一步的控制。系统安全可靠,性能稳定。同时该系统除用于家庭设备远程自动控制外,也可用于家庭通信、家庭安全防范,共同组建智能家居控制系统。 21世纪是信息化的世纪,各种通信和互联网等技术推动了人类文明的巨大进步。智能家居控制系统的出现使得人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器(空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机)进行远程控制;可以在下班途中,预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……而这一切的实现都仅仅是轻轻的点几下手机按键或鼠标。此外,该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监听、数字留言等多种功能,如果不幸出现某种险情,您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志,智能家居系统能够在不改变家中任何家电的情况下,家内家外(在家内通过无线局域网,在家外通过电信或互联网)都能对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便的控制,使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。 1 智能家居系统控制的工作原理 本系统是基于红外和GSM网络的用于智能家居环境中的一种远程自动控制系统。其工作原理为:用户通过自身的手机发出命令短消息,在家值守的GSM模块接收到命令后发送给主机(单片机),主机通过对命令的处理,把命令通过红外传输到相应的分机(单片机)上,分机对命令处理后,启动相应设备,完成用户给出的命令并向主机回复应答,主机收到应答后,通过GSM模块发出回复短消息,报告用户完成命令。若在规定的时间内(这里定时60s)主机没有接收到分机的回复信息,即把该操作认为无效,回复操作无效短消息给用户手机,要求用户重新发出命令。若收到的短信息有误,主机便立刻回复用户该操作无效,请求重新发出命令。系统构成如图1所示。 图1 系统构成图 2 硬件设计

MODBUS-RTU通讯规约【消防系统】

火灾报警控制系统MODBUS RTU通讯规约 1规约制定的依据: 1.1火灾报警控制系统的特点: 1.1.1火灾本身是小概率事件,很少发生; 1.1.2所带探测类设备和控制类设备众多; 1.1.3火灾报警控制系统的设备种类非常多; 1.1.4每个探测类设备均有正常、故障、报警三种状态,可能发生隔离、释放信息; 1.1.5每个控制类设备均有正常、故障、动作、恢复四种状态,可能发生隔离、释 放、启动、停动信息。 1.2由于以上特点,火灾报警控制系统的通讯设计成事件出发的形式;默认每个设备 处于正常状态,如发生故障、隔离、报警事件,形成包含事件类型、设备编码、 设备类型的事件信息;通过MODBUS传送给主机,主机进行事件的文本或图形 显示。 2通讯说明: 1、通讯协议:MODBUS RTU; 2、波特率:4800; 3、奇偶校验:无; 4、停止位:1位,每字节数据共10位; 5、配接控制器通讯接口卡: INET-03A接口卡(RS232接口) 程序名称: GST5000控制器:500modbusv1.0.hex GST200控制器:200modbusv1.0.hex 6、Modbus从站地址设定: 针对GST200控制器,该网卡需进行注册,并在开机注册时显示联网系统正常,并且正常运行时,红灯闪烁;设定控制器联网地址,该地址即为Modbus从站地址; 针对GST5000控制器,该网卡在系统中注册为CRT卡,设置彩色显示器CRT地址,该地址即为Modbus从站地址; 7、应用中,需配合控制器设备点表来实现对设备的监控; 3 火灾报警控制系统MODBUS规约 2、寄存器模式通讯协议 2.1、主机使用MODBUS功能码3对火灾报警控制器设备状态寄存器进行查询,寄 存器点数由控制器设备点数决定,因此,该方案适合小点数的火灾报警控制器; 2.2、寄存器状态说明: 寄存器与设备对应说明: MODBUF的查询寄存器40001对应控制器的0回路的1号设备; GST200控制器: GST200控制器共可接242个设备,设备二次码编码应按照***001~***242设

扩频通信基础知识

扩频通信基础知识

扩频通信基础知识 技术背景: 传统的模拟无线通信一般采用调频(FM)和调幅(AM)两种方式,不能适应高速数据通信的要求。进入八十年代后,数字无线数据通信方式成为主流,其调制方式有振幅键控(ASK)、移频键控(FSK)和相移键控(PSK),其优势是便于采用先进的数字信号处理技术,如均衡技术、编码技术等等,提高了数据传输速率和传输的可靠性。实际的系统如GSM、IS-54等。但是这些系统也存在一些缺陷。一方面,由于无线通信信道的开放性,通信环境不可避免地存在各种各样的突发干扰,使得信号传输的可靠性降低,同时,信道的时域和频域选择性衰落,使得数据传输速率的提高受到限制;另一方面,随着无线业务的快速增长,要求无线网络具备相当的灵活性,以适应业务的发展变化。这些都是常规的无线数字通信难以解决的。这些因素促成了对采用新技术的需求,以提高数据传输速率并进一步提高传输的可靠性。

扩频通信的基本原理和优势: 扩频通信就其调制方式而言,与传统的数据通信没有什么差别,也包括ASK、FSK、PSK以及最近得到迅速发展的QAM,不同之处是在调制之前增加了一个扩频处理环节,把待传送符号用特征码进行扩展,扩展后的符号称为码片;在接收端同样增加了一个解扩处理的环节,将N个码片恢复为一个符号。这即是扩频通信的基本原理。扩频通信的优势是由扩频操作所使用的特征码-伪随机序列(PN CODE)带来的。伪随机码具有双值自相关特性,它保证了同步相关操作获得的输出远大于非同步相关的输出值。这样就大大降低了当两条传播路径的时差在一个码片以上时彼此之间的干扰。这即是通常所说的扩频抗多径原理。同时,相关解扩处理还能够大大降低窄带脉冲干扰,如一般的工业噪声、环境噪声等等。特别值得一提的是,由于解扩处理是对N 个码片的能量进行累加,因此,可以允许接收的信号电平在噪声以下,只要保证累加获得的能量满足信号判决的要求即可。这一性能使得扩频通

tcp协议之基础知识

TCP/IP协议(传输控制协议/网间协议) TCP/IP 协议集确立了Internet 的技术基础。TCP/IP 的发展始于美国DOD (国防部)方案。IAB (Internet 架构委员会)的下属工作组IETF (Internet 工程任务组)研发了其中多数协议。IAB 最初由美国政府发起,如今转变为公开而自治的机构。IAB 协同研究和开发TCP/IP 协议集的底层结构,并引导着Internet 的发展。TCP/IP 协议集记录在请求注解(RFC)文件中,RFC 文件均由IETF 委员会起草、讨论、传阅及核准。所有这些文件都是公开且免费的,且能在IETF 网站上列出的参考文献中找到。 TCP/IP 协议覆盖了OSI 网络结构七层模型中的六层,并支持从交换(第二层)诸如多协议标记交换,到应用程序诸如邮件服务方面的功能。TCP/IP 的核心功能是寻址和路由选择(网络层的IP/IPV6 )以及传输控制(传输层的TCP、UDP)。 IP (网际协议) 在网络通信中,网络组件的寻址对信息的路由选择和传输来说是相当关键的。相同网络中的两台机器间的消息传输有各自的技术协定。LAN 是通过提供6字节的唯一标识符(“MAC”地址)在机器间发送消息的。SNA 网络中的每台机器都有一个逻辑单元及与其相应的网络地址。DECNET、AppleTalk 和Novell IPX 均有一个用来分配编号到各个本地网和工作站的配置。 除了本地或特定提供商的网络地址,IP 为世界范围内的各个网络设备都分配了一个唯一编号,即IP 地址。IPV4 的IP 地址为4字节,按照惯例,将每个字节转化成十进制(0-255)并以点分隔各字节。IPV6 的IP 地址已经增加到16字节。关于IP 和IPV6 协议的详细说明,在相关文件中再另作介绍。 TCP (传输控制协议) 通过序列化应答和必要时重发数据包,TCP 为应用程序提供了可靠的传输流和虚拟连接服务。TCP 主要提供数据流转送,可靠传输,有效流控制,全双工操作和多路传输技术。可查阅TCP 部分获取更多详细资料。 在下面的TCP/IP 协议表格中,我们根据协议功能和其在OSI 七层网络通信参考模型的映射关系将其全部列出。然而,TCP/IP 并不完全遵循OSI 模型,例如:大多数TCP/IP 应用程序是直接在传输层协议TCP 和UDP 上运行,而不涉及其中的表示层和会话层。 ************************************ *********************88 **************************8 TCP/IP协议详解 悬赏分:30 - 解决时间:2007-8-29 23:29 提问者:4252002 - 试用期一级最佳答案 这部分简要介绍一下TCP/IP的内部结构,为讨论与互联网有关的安全问题打下基础。TCP/IP

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