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溫濕度傳感器采用RS485通信和Modbus協議
溫濕度傳感器通常情況下是采用串口通信的方式進行數據交換,。初采用的方式是 RS232 接口,，由于工業(yè)現場比較復雜，各種電氣設備會在環(huán)境中產生比較多的電磁干擾,，會導致信號傳輸錯誤,。除此之外， RS232 接口只能實現點對點通信,，不具備聯網功能,，大傳輸距離也只能達到幾十米，不能滿足遠距離通信要求,。而RS485 則解決了這些問題,，數據信號采用差分傳輸方式，可以有效的解決共模干擾問題,，大距離可以到 1200 米,，并且允許多個收發(fā)設備接到同一條總線上。
隨著工業(yè)應用通信越來越多,， 1979 年施耐德電氣制定了一個用于工業(yè)現場的總線協議 Modbus 協議,，現在工業(yè)中使用 RS485 通信場合很多都采用 Modbus 協議，本篇文章我們具體介紹一下 RS485 通信和 Modbus 協議,。
一,、 RS485通信
實際上在RS485之前RS232就已經誕生，但是RS232有幾處不足的地方：
1,、接口的信號電平值較高,，達到十幾V，容易損壞接口電路的芯片,，而且和TTL電平不兼容,，因此和單片機電路接起來的話必須加轉換電路。
2,、傳輸速率有局限,，不可以過高，一般到幾十Kb/s就到極限了,。
3,、接口使用信號線和GND與其他設備形成共地模式的通信，這種共地模式傳輸容易產生干擾,，并且抗干擾性能也比較弱,。
4、傳輸距離有限,，多只能通信幾十米,。
5、通信的時候只能兩點之間進行通信,，不能夠實現多機聯網通信,。
針對RS232接口的不足,，不斷出現了一些新的接口標準，RS485就是其中之一,，他具備以下的特點：
1,、我們在講A/D的時候，講過差分信號輸入的概念,，同時也介紹了差分輸入的好處,，大的優(yōu)勢是可以抑制共模干擾。尤其工業(yè)現場的環(huán)境比較復雜,，干擾比較多,，所以通信如果采用的是差分方式，就可以有效的抑制共模干擾,。而RS485就是一種差分通信方式,，它的通信線路是兩根，通常用A和B或者D+和D-來表示,。邏輯“1”以兩線之間的電壓差為+(0.2~6)V表示,，邏輯“0”以兩線間的電壓差為-(0.2~6)V來表示，是一種典型的差分通信,。
2,、RS485通信速度快，大傳輸速度可以達到10Mb/s以上,。
3,、RS485內部的物理結構，采用的是平衡驅動器和差分接收器的組合,，抗*力也大大增加,。
4、傳輸距離遠可以達到1200米左右,，但是他的傳輸速率和傳輸距離是成反比的,，只有在100Kb/s以下的傳輸速度，才能達到大的通信距離,，如果需要傳輸更遠距離可以使用中繼。
5,、可以在總線上進行聯網實現多機通信,，總線上允許掛多個收發(fā)器，從現有的RS485芯片來看,，有可以掛32,、64、128,、256等不同個設備的驅動器,。
二,、Modbus協議
Modbus協議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協議,，控制器相互之間,、控制器經由網絡(例如以太網)和其他設備之間可以通信，已經成為一種工業(yè)標準,。有了它,，不同廠商生產的控制設備可以連成工業(yè)網絡，進行集中監(jiān)控,。這種協議定義了一種控制器能夠認識使用的數據結構,，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。它描述了控制器請求訪問其他設備的過程,，如何回應來自其他設備的請求,，以及怎樣偵測錯誤記錄，它制定了通信數據的格局和內容的公共格式,。
在進行多機通信的時候,，Modbus協議規(guī)定每個控制器必須要知道他們的設備地址，識別按照地址發(fā)送過來的數據,，決定是否要產生動作,，產生何種動作，如果要回應,，控制器將生成的反饋信息用Modbus協議發(fā)出,。
Modbus協議允許在各種網絡體系結構內進行簡單通信，每種設備(PLC,、人機界面,、控制面板、驅動程序,、輸入輸出設備)都能使用Modbus協議來啟動遠程操作,，一些網關允許在幾種使用Modbus協議的總線或網絡之間的通信。
Modbus有兩種通信傳輸方式,，一種是ASCII模式,，一種是RTU模式。由于ASCII模式的數據字節(jié)是7bit數據位,，51單片機無法實現,，而且應用也相對較少，所以應用較多的RTU模式,。
起始位和結束符：上圖代表的是一個數據幀,，前后都至少有3.5個字節(jié)的時間間隔，起始位和結束符實際上沒有任何數據，T1-T2-T3-T4代表的是時間間隔3.5個字節(jié)以上的時間,，而真正有意義的一個字節(jié)是設備地址,。
設備地址：在多個傳感器通信的時候，數據那么多,，我們依靠什么判斷這個數據幀是哪個設備的呢,？沒錯，就是依靠這個設備地址字節(jié),。每個設備都有一個自己的地址,，當設備接收到一幀數據后，程序首先對設備地址字節(jié)進行判斷比較,，如果與自己的地址不同,，則對這幀數據直接不予理會，如果與自己的地址相同,，就要對這幀數據進行解析,，按照之后的功能碼執(zhí)行相應的功能。如果地址是0x00,，則認為是一個廣播命令,，就是所有的從機設備都要執(zhí)行的指令。
功能代碼：在第二個字節(jié)功能代碼字節(jié)中,，Modbus規(guī)定了部分功能代碼,，此外也保留了一部分功能代碼作為備用或者用戶自定義。