水表MODBUS-RTU通訊協議

水表MODBUS-RTU通訊協議

本水表使用了MODBUS-RTU通訊協議，MODBUS協議詳細定義了校驗碼、數據序列等，這些都是特定數據交換的必要內容。MODBUS協議在一根通訊線上使用主從應答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸。首先，主計算機的信號尋址到一臺的終端設備（從機），然后，終端設備發出的應答信號以相反的方向傳輸給主機。

MODBUS協議只允許在主機（PC，PLC等）和終端設備之間通訊，而不允許獨立的終端設備之間的數據交換，這樣各終端設備不會在它們初始化時占據通訊線路，而于響應到達本機的查詢信號。

MODBUS-RTU格式無起始字符和結尾字符，但需要加等待時間，等待時間不少于3.5個字符發送時間。

（1）傳輸方式

信息傳輸為異步方式，并以字節為單位，在主機和從機之間傳遞的通訊信息是10位字格式，包含1個起始位、8個數據位（最小的有效位先發送）、無奇偶校驗位、1個停止位。

（2）數據幀格式

地址碼：地址碼在幀的開始部分，由一個字節（8位二進制碼）組成，十進制為0～255，在水表中只使用1～247,其它地址保留。這些位標明了用戶的終端設備的地址，該設備將接收來自與之相連的主機數據。每個終端設備的地址必須是的，僅僅被尋址到的終端會響應包含了該地址的查詢。當終端發送回一個響應，響應中的從機地址數據便告訴了主機哪臺終端正與之進行通信。

功能碼：功能碼告訴了被尋址到的終端執行何種功能。下表列出了該系列儀表用到的功能碼，以及它們的意義和功能。

數據區：數據區包含了終端執行特定功能所需要的數據或者終端響應查詢時采集到的數據。這些數據的內容可能是數值、參考地址或者設置值。例如：功能碼告訴終端讀取一個寄存器，數據區則需要指明從哪個寄存器開始及讀取多少個數據，內嵌的地址和數據依照類型和從機之間的不同內容而有所不同。

CRC校驗碼：錯誤校驗（CRC）域占用兩個字節，包含了一個16位的二進制值。CRC值由傳輸設備計算出來，然后附加到數據幀上，接收設備在接收數據時重新計算CRC值，然后與接收到的CRC域中的值進行比較，如果這兩個值不相等，就發生了錯誤。

生成一個CRC的流程為：

１、預置一個16位寄存器為0FFFFH（全1），稱之為CRC寄存器。

２、把數據幀中的個字節的8位與CRC寄存器中的低字節進行異或運算，結果存回CRC寄存器。

３、將CRC寄存器向右移一位，位填以0，位移出并檢測。

４、如果位為0，重復第三步（下一次移位）；如果位為1，將CRC寄存器與一個預設的固定值（0A001H）進行異或運算。

５、重復第三步和第四步直到8次移位。這樣處理完了一個完整的八位。

６、重復第2步到第5步來處理下一個八位，直到所有的字節處理結束。

７、最終CRC寄存器的值就是CRC的值。

此外還有一種利用預設的表格計算CRC的方法，它的主要特點是計算速度快，但是表格需要較大的存儲空間，該方法此處不再贅述，請參閱相關資料。

通信應用格式詳解

（1）功能碼03H：讀寄存器

此功能允許用戶獲得設備采集與記錄的數據及系統參數。主機一次請求的數據個數沒有限制，但不能超出定義的地址范圍。

下面的例子是從01號從機讀1個采集到的基本數據（數據幀中每個地址占用2個字節）。采集的數據為總用水量（占用4個字節），其地址為00H

附：1、讀寫屬性：“R”只讀，讀參量用03H號命令；“R/W”可讀可寫，寫參量用10H號命令。禁止向未列出的或不具可寫屬性的地址寫入。

2、表的通訊地址和通訊速率出廠時給出，亦可通過本公司提供的軟件讀出。也可以通過協議設置。

3、表中所測讀數占4個字節，單位為m3。高位在前，低位在后，若讀出值為0012D687H（1234567），則計量值為1234567×0.01=12345.67m3。

水表地址碼為水表上8位灰色數字的兩位。例如：水表上為42316790，modbus地址為：90

2．閥門開控制

3．閥門關控制

4．讀閥門狀態

注：00H  關閥  FFH開閥

5．讀閥門異常狀態