郭建勤　陳　雙

摘 要：隨著住宅區(qū)規(guī)模的不斷擴大,只采用傳統(tǒng)的近距離通信來實現(xiàn)對消防電源的監(jiān)控已不滿足需要。所以提出由RS 485和GPRS組成的異構(gòu)網(wǎng)來實現(xiàn)對所有的EPS電源的監(jiān)控。通過對系統(tǒng)的整體架構(gòu)和硬件的設(shè)計,闡述了監(jiān)控端對本地和遠端EPS電源實時監(jiān)控過程。同時對GPRS通信模塊的登錄過程進行了軟件設(shè)計,建立了監(jiān)控端和電源間的基于ModBus的通信協(xié)議。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,該系統(tǒng)的應(yīng)用前景會越來越好。

關(guān)鍵詞：GPRS;RS 485;ModBus通信協(xié)議;EPS電源

中圖分類號：TN915 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1004-373X(2009)01-132-03

Application of Different-Structure Net Composed of RS 485 and

GPRS in Emergency Power Supply System

GUO Jianqin,CHEN Shuang

(Shandong College of Electronic Technology,Ji′nan,250014,China)

Abstract：With the continuous expansion of the scale of residential area,the traditional and near communications can′t meet the needs of monitoring Emergency Power Supply(EPS).The innovation of this paper is that all the EPS power terminals are monitored by PC with long-distance control which the data are transmitted by the different-structure net composed of RS485 and GPRS.Through planning system and designing terminal hardwares,this paper describes the working principle for PC monitoring and managing local and remote EPS power′s real-time monitor.At the same time,the login process of GPRS communication module is designed in this paper.The communication protocol based on MODBUS between PC and EPS terminals is also established.With the development of communication network,the system has more widely application.

Keywords：GPRS;RS 485;ModBus communication protocol;EPS power

0 引 言

隨著住宅區(qū)規(guī)模的不斷擴大,要保證不管是本地還是遠端電源終端都能被即時監(jiān)控和集中統(tǒng)一管理,只采用通信簡單的近距離通信已不能滿足要求。為此該文提出將由RS 485及通用分組無線業(yè)務(wù)(General Packet Radio Service,GPRS)構(gòu)成的異構(gòu)網(wǎng)應(yīng)用到消防應(yīng)急電源系統(tǒng)中,采用通信方式簡單且運營成本低的RS 485來實現(xiàn)對近距離應(yīng)急電源( Emergency Power Supply,EPS)的監(jiān)控,而采用具有傳輸速率高、接入時間快、永遠在線、計費式靈活等優(yōu)點的GPRS通信來實現(xiàn)對遠距離EPS終端的監(jiān)控。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展,該系統(tǒng)的應(yīng)用前景會越來越好。

1 系統(tǒng)的整體架構(gòu)

整個系統(tǒng)主要由應(yīng)急電源終端、通信模塊和主監(jiān)控端3部分組成。其總體架構(gòu)框圖如圖1所示。

監(jiān)控中心主要實現(xiàn)的功能為消防應(yīng)急電源管理、參數(shù)的顯示、遠程控制和報警等。

在該系統(tǒng)設(shè)計中,對一個小區(qū)中的所有的應(yīng)急電源進行不重復(fù)編號。

近距離監(jiān)控過程：監(jiān)控端PC機采用輪詢的方式,對總線上的消防應(yīng)急電源輪流進行通訊。當(dāng)監(jiān)控端對一消防應(yīng)急電源發(fā)出請求后,消防應(yīng)急電源將自身的狀態(tài)(逆變狀態(tài)還是市電狀態(tài),及有無故障等)和參量值等通信信號經(jīng)過RS 485總線送給監(jiān)控中心。這樣就可便于監(jiān)控端實時地掌握本地的EPS電源的工作情況,從而進一步實現(xiàn)監(jiān)控端對這些電源的管理。

遠距離監(jiān)控過程：消防應(yīng)急電源通過GPRS模塊與基站通信,并且與接入服務(wù)器建立TCP連接。當(dāng)監(jiān)控中心主站向GPRS終端提出數(shù)據(jù)請求時,接入服務(wù)器會根據(jù)邏輯地址和其IP地址的對應(yīng)關(guān)系找到該終端,然后將數(shù)據(jù)請求命令發(fā)送給該終端,GPRS終端則將應(yīng)答數(shù)據(jù)發(fā)送給接入服務(wù)器,接入服務(wù)器將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控中心主站。

2 通信硬件設(shè)計

2.1 RS 485通信接口電路設(shè)計

接口電路圖如圖2所示。

消防應(yīng)急電源輸出的控制信號送到MAX485的2,3腳,而消防應(yīng)急電源的串行通信端分別與MAX485中的一組收發(fā)器對應(yīng)相連的,接到MAX485的1腳與 4腳,MAX485的6,7腳輸出。電路中TVS1的作用是保護芯片,防止被損壞。

2.2 GPRS接口電路設(shè)計

GPRS模塊采用重慶多邦科技發(fā)展有限公司提供的TP-G-01 GPRS通信模塊。TP-G-01 GPRS通信模塊是利用設(shè)備RS 232串口到GPRS無線網(wǎng)絡(luò)TCP/IP 協(xié)議的雙向轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備,它實現(xiàn)了串口設(shè)備的快速無線聯(lián)網(wǎng)。TP-G-01具有實即插即用、實時在線、通信可靠、性價比高的特點。

3 軟件設(shè)計

GPRS通信流程圖如圖3所示。

部分源代碼如下：

………

void init_gprs() //初始化GPRS

{

jj=5;

while(jj--){

ii=3;

while(ii--){

txptr=0;

putcmd(cmd0);//發(fā)送 AT

if(waitOK()==1) break;

putchar(0x1a); // 發(fā)送字符 0x1a

}

txptr=0;

putcmd(cmd2);//發(fā)送 ATE0

if(waitOK()==1) break; // 返回OK退出

}

}

void lj_gprs()// 連接GPRS

{

jj=4;

txptr=0;

init_gprs();

while(jj--){

ii=3;

while(ii--){

txptr=0;

putcmd(cmd0);//發(fā)送 AT

if(waitOK()==1) break;

putchar(0x1a);// 發(fā)送字符 0x1a

}

txptr=0;

putcmd(cmd13);//發(fā)送 AT+CIPCLOSE

waitOK();

txptr=0;

putcmd(cmd14);//發(fā)送 AT+CIPSHUT

waitOK();

txptr=0;

putcmd(cmd9); //發(fā)送 AT+CIPCSGP=1,″CMNET″

txptr=0;

//發(fā)AT+CIPSTART=″TCP″,″218.204.29.178″,″7075″ 登陸服務(wù)器

putcmd(cmd10);

if(waitOK()==1){

if(ck_start()==1) break;

}

}

}

//通過發(fā)送字符串激活

void jh_gprs()

{

if(put_send()==1){

putchar(′E′);//發(fā)送字符串“EPS+地址”下面的每一行發(fā)送一個字符

putchar(′P′);

putchar(′S′);

putchar(address/256); // 求地址的高位字節(jié)

putchar(address%256);// 求地址的低位字節(jié)

putchar(0x0d); // 發(fā)送結(jié)束字符串“0D 0A ”

putchar(0x0a);

waitOK(); // 等待返回

putchar(0x1a);// 發(fā)送結(jié)束符“0x1a”

waitOK();

}

jhsj=0;// 時間計數(shù)器清零

}

4 ModBus通信協(xié)議的設(shè)計

在本設(shè)計中,監(jiān)控端與EPS電源終端間采用的通信協(xié)議為ModBus(Modicon公司為其PLC與主機之間的通訊而發(fā)明的串行通訊協(xié)議)通信協(xié)議,且采用的通信模式是RTU。其發(fā)送的請求幀格式和收到請求后發(fā)送的響應(yīng)幀格式如下：

發(fā)送的請求幀格式:

其中“數(shù)據(jù)長度”就是“響應(yīng)數(shù)據(jù)”的實際字節(jié)數(shù)。

(1) 參數(shù)讀取

主控機讀取各個EPS逆變電源的參數(shù)數(shù)據(jù)。

主→從：Addr,0x03,0x55,CRC16;

從→主:Addr,0x03,len,data［len］,CRC16;

Data［len］:市電電壓、電池電壓、逆變電壓等。

(2) 參數(shù)設(shè)定

對各個EPS逆變電源的報警、控制參數(shù)進行設(shè)定。

主→從：Addr,0x06,len,data［len］,CRC16;

從→主:Addr,0x06,0xaa,CRC16;

Data［len］:電流過流值、電池欠壓值、市電過欠壓值等。

(3) 在線查詢

查詢對應(yīng)地址的EPS電源是否在線。

主→從：Addr,0x0a,0x55,CRC16;

從→主:Addr,0x0a,len,data［len］,CRC16;

Data［len］:返回程序版本。

參考文獻

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作者簡介

郭建勤 女,講師,任教于山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院。主要研究方向為通信與信息系統(tǒng)。

陳 雙 女,講師,任教于山東電子職業(yè)技術(shù)學(xué)院。主要研究方向為計算機應(yīng)用技術(shù)。