三、設(shè)備的接口數(shù)據(jù)協(xié)議

1   系統(tǒng)功能實現(xiàn)                       

傳感器可根據(jù)主機端命令進入設(shè)置的工作模式，可啟動采集數(shù)據(jù)，存儲到本地存儲器，然后將采樣數(shù)據(jù)幀上傳到主機端。

傳感器節(jié)點一些參數(shù)可配置： 采樣頻率 1Hz～4kHz；

采樣點數(shù) 4096；（128，256, 512，1024，2048）采樣分辨率 16 位；

采集信類型：加速度值（±2,4,8G）；

設(shè)備工作狀態(tài)分為待機模式，工作模式，觸發(fā)模式；

發(fā)送數(shù)據(jù)的閾值（門檻值），采樣數(shù)據(jù)的值低于該閾值則通知主機端數(shù)據(jù)值低于閾值。讀取傳感器采集數(shù)據(jù)信類型：加速度值；

采樣頻率 1Hz～4kHz，這個是設(shè)置傳感器設(shè)備內(nèi)采樣的頻率。采樣點數(shù) 4096；（1， 128，256, 512，1024，2048）

當(dāng)采樣點數(shù)位 1，則相當(dāng)于是普通的傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測，采樣時間間隔可設(shè)置傳感器上報的周期。

2     數(shù)據(jù)通訊協(xié)議 modbus                              

RS485 通訊波特率缺省為 9600，數(shù)據(jù)位為 8，停止位 1，無校驗位、無硬流控制。

RTU 模式

傳感器設(shè)備缺省地址 1；

可通過功能代碼 0x03 實現(xiàn)寄存器讀??；

可通過功能代碼 0x06 實現(xiàn)寄存器單個寫入； 可通過功能代碼 0x10 實現(xiàn)寄存器多個寫入；

執(zhí)行后從機返回的格式

MODBUS    RTU 應(yīng)答幀包括：

如果是異常情況，則應(yīng)答幀里面功能代碼字節(jié)的位為 1；

錯誤代碼  1：不支持的功能碼  2：寄存器地址錯誤  3：數(shù)據(jù)值域錯誤  4：寫入失敗

從機對主機的功能代碼為 0x06 的正確應(yīng)答幀格式：

從機對主機的功能代碼為 0x10 的正確應(yīng)答幀格式：

2.1    設(shè)備工作模式命令

模式：

0 –> 停止采集模式  1-> 單次采集工作模式 2->觸發(fā)閾值采集

停止采集模式：設(shè)備進入待機模式；

單次采集工作模式：根據(jù)設(shè)置的數(shù)據(jù)采樣率上傳一幀采樣數(shù)據(jù)；

觸發(fā)閾值上傳模式：設(shè)備待機狀態(tài)下，當(dāng)有振動值超過設(shè)定的閾值，上傳一次特征值，如果持續(xù)觸發(fā)，則按上傳間隔參數(shù)設(shè)定的時間處理；

可通過 功能代碼 0x06 實現(xiàn)

數(shù)據(jù)長度，寄存器地址，寄存器值的數(shù)據(jù)格式都是按高字節(jié)在前，低字節(jié)在后；

2.2    設(shè)備采集參數(shù)設(shè)置

參數(shù) 16 位值（2 個字節(jié)）傳輸幀中格式按照高字節(jié)在前低字節(jié)在后。

采樣頻率參數(shù)：這個是設(shè)置傳感器設(shè)備內(nèi)采樣的頻率?？蛇x擇有 6 種采樣頻率值類型

4000,2000,1000,500,250,125 單位赫茲。

采樣長度：也可用采樣點數(shù)表示，一個點數(shù)據(jù)長度兩個字節(jié)；采樣點數(shù) 4096；（1，128， 256, 512，1024，2048， 4096）當(dāng)采樣點數(shù)位 1，則相當(dāng)于是普通的傳感器數(shù)據(jù)監(jiān)測。

采集信輸出類型： 0：加速度值；

振動值數(shù)據(jù)格式：

加速度類型的，其按 16 位采樣，2 個字節(jié)，高字節(jié)在前低字節(jié)在后，16 位有符值， 實際的加速度值= 16 位值/32768 * 加速度量程值（實際量程值）;

觸發(fā)閾值參數(shù): 格式是 16 位無符值，是 16 位采樣值格式；

以加速度為例，16 位有符值 = 加速度觸發(fā)閾值/加速度量程值* 32768 ;

例如：加速度量程 2g ， 觸發(fā)加速度閾值 10m/s^2 ， 則設(shè)置的觸發(fā)閾值參數(shù) = 10/(2*9.8)*32768 = 16716；

量程設(shè)置參數(shù)：加速類型的量程參數(shù)，參數(shù)為 0 表示+-2g,     參數(shù)為 1 表示+-4g,     參數(shù) 2

表示+-8g;

可通過功能代碼 0x06 實現(xiàn)

或可通過功能代碼 0x10 實現(xiàn)一次對多個寄存器寫入；

寄存器數(shù)據(jù)格式是：16 位字，高字節(jié)在前，低字節(jié)在后；

數(shù)據(jù)量：是要寫入寄存器的數(shù)據(jù)的字節(jié)和；

2.3    設(shè)備上傳采集數(shù)據(jù)

從機根據(jù)采樣率，傳輸采集數(shù)據(jù)幀到主機；

功能代碼 0x04：  表示傳輸采集數(shù)據(jù)到主機； 數(shù)據(jù)長度： 該參數(shù)是采樣數(shù)據(jù)的字節(jié)和。

XYZ 軸振動數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù) 2 個字節(jié)，格式是高字節(jié)在前，低字節(jié)在后, 16 位有符值。

實際的振動加速度值= 16 位值/32768 * 加速度量程值（實際量程值）;

合成振動值：表示XYZ 的空間振動合成量，數(shù)據(jù) 2 個字節(jié)，格式是高字節(jié)在前，低字節(jié)在后, 16 位無符值。運算公式：合成量= SQRT(X*X + Y*Y + Z* Z);

備注：如果 RS485 通訊誤碼率高，可嘗試降低 RS485 通訊波特率；

2.4    設(shè)備地址

一般默認傳感器設(shè)備地址位 0x01，用戶一般不要去修改，修改后必須按新的地址才能通訊。

可通過 功能代碼 0x06 實現(xiàn)

地址數(shù)據(jù)格式是高字節(jié)在前，低字節(jié)在后。高字節(jié)必須為 00，地址按照 一個字節(jié)有效，范圍 1~255。

舉例：

發(fā)送命令：01 06 00 20 00 02 09 C1      （寄存器地址 0x20，寫入新地址為 02）

返回：    01 06 00 20 00 02 09 C1      （01 為原設(shè)備地址，更新地址為 02）

繼續(xù)發(fā)送命令： 00 06 00 20 00 01 49 C0      （寄存器地址 0x20，寫入新地址為 01）

返回：         02 06 00 20 00 01 49 C0           （設(shè)備 02 地址，更新地址為 01）

2.5    設(shè)備波特率

可通過 功能代碼 0x06 實現(xiàn)

波特率索引值：  0 表示 9600，  1 表示 19200， 2 表示 38400， 3 表示 57600， 4

表示 115200，其他值保留。

舉例：（例子中最后兩個字節(jié)是 CRC 校驗）

發(fā)送命令：01 06 00 30 00 00 89 C5      （設(shè)置波特率 9600）

返回：    01 06 00 30 00 00 89 C5

發(fā)送命令：01 06 00 30 00 01 48 05      （設(shè)置波特率 19200）

返回：    01 06 00 30 00 01 48 05

發(fā)送命令：01 06 00 30 00 02 08 04      （設(shè)置波特率 38400）

返回：    01 06 00 30 00 02 08 04