采集器新型自动气象(气候)站主、分采集器通信协议

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新型自动气象(气候)站主、分采集器通信协议

附件1

新型自动气象气候)站

主、分采集器通信协议

目录

 概述

2 数据链路层协议............................................................................................................3

 应用层协议....................................................................................................................3

3.1CANOPE节点3

3。 2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .通信波特率

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4

3.主采集器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3。 3。 1与设备有关的对象定义 

.3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .对象字典12

3。 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .分采集器

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2

3。 .1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .时间事件

2

3.4。 2PDO发送. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29

3。 4。 3服务

3。 .4与设备有关的对象定义错误未定义书签。

3 4。 5气候分采集器30

3。 4.6辐射分采集器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3

3.4 7地温分采集器3 

3。 4.8土壤水分分采集器40

3 4。 9海洋分采集器. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42

3.4。 1 智能分采集器46

.4。 11温湿分采. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

新型自动气象(气候)站主、分采集器通信协议

1 概述

新型自动气象气候站基于现代总线技术和嵌入式系统技术构建,采用了国际标准并遵循标准、开放的技术路线进行设计。其核心是基于ANontro llerAra etor,控制器区域网)总线技术和国际标准CNopen协议进行设计涉及物理层、数据链路层和应用层的标准定义。

主采集器和分采集器(或智能传感器,以下不再作区分)是 CAN总线上的节点,它们之间的通信遵循CA数据链路层协议和CANopen 应用层协议。2 数据链路层协议

CAN总线标准已规定了数据链路层协议 目前的版本为 V  0。

数据链路层协议由N控制器在硬件上实现不需要设计人员再为此开发相关软件(o fwre)或固件ir mwae),可以缩减整个系统的开发周期.3 应用层协议

在CAN总线数据链路层协议的基础上主采集器和分采集器之间采用应用层协议――CANope协议进行通信它实现了网络管理服务和报文传送协议.

在CANpn协议中对象字典是极为重要的部分。在本质上对象字典是按预定义的方式,通过网络可访问的一组对象的集合。对象字典中的每一条影响着应用程序对象、通信对象以及设备状态机的行为。 CAopen中的每一个节点,根据其设备类型,都拥有一份相应的对象字典.

3. 1 CAopen节点

CANopen 节点是挂接在CAN 总线上的主采集器和分采集器,所有节点通过 C 总线构成一个本地网络。

从网络管理的角度CANpen节点可分为主节点和从节点主节点实现Coe网络管理MT服务,从节点接受主节点的管理。网络中的每个从节点通过节点号来进行唯一识别节点号的范围为—1 7.

主采集器在网络中作为主节点,分采集器为从节点。主采集器和各分采集器的节点号分配见错误未找到引用源。。

表1主采集器和各分采集器的节点号分配表

运

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3. 2通信波特率

N通信的可用波特率和当前波特率由 ANoen设备配置文件中的相关项目规定,主采集器应当支持以下波特率值的配置:50、 1  K、 250K。

目前规定主、分采集器以默认的50波特率进行通信。

3. 3主采集器

主采集器实现CNpen的主站协议,承担整个系统的调度和管理任务主

新型自动气象(气候)站主、分采集器通信协议

要有接入管理、运行方式管理、状态监控、时钟管理、配置管理等功能。a) 接入管理实现节点管理服务实时监控分采集器的接入和脱离动态加入的分采集器,能自动识别和主动纳入管理;b)运行方式管理实现同步信号服务和时间戳服务使所有的分采集器在同步信号和实时时钟的同步下进行工作c)状态监控通过节点管理服务,主采集器监控各分采集器的运行状态d) 时钟管理通过时间戳服务主采集器实现整个系统的时间管理确保任何时刻分采集器与主采集器的时钟误差小于1  e) 配置管理功能在硬件不变更的基础上通过对主采集器和分采集器的对象字典进行配置,或嵌入式软件升级能快速配置为各种需求的自动气象站模式.

主采集器根据收到的数据帧的标识和对象字典的定义从数据帧中分解出气象要素数据并进行处理。

3. 3. 1与设备有关的对象定义

3. 3. 1. 1 采样瞬时值

在主采集器中把每一个气象要素的采样瞬时值看作一个对象这些对象具有数据类型、单位等属性。在主采集器的对象字典中,对所有的气象要素采样瞬时值进行了定义。把采样瞬时值的对象索引和子索引填到PDO接收PDO)的映射参数中当接收到一个PO时便可根据映射参数解析出相应的气象要素采样瞬时值。

主采集器中的气象要素采样瞬时值定义如表2。

表错误未定义书签。主采集器中采样瞬时值对象定义

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3. 3. 1. 2 传感器通道识别

为了在主采集器中识别分采集器的每一个传感器通道在主采集器中需要建立一个传感器通道的列表。主采集器把这个列表中的每一个条目作为一个对象列表条目的值是传感器通道的标识值指示该传感器通道对应分采集器的通道列表条目的对象索引和子索引组成相应传感器通道的逻辑编号。

传感器通道标识值用一个 32位值表示其结构定义见表 。

表传感器通道标识结构

索引号部分与CAD—401中的输入对象一致.