摘 要：随着住宅区规模的不断扩大,只采用传统的近距离通信来实现对消防电源的监控已不满足需要。所以提出由RS 485和GPRS组成的异构网来实现对所有的EPS电源的监控。通过对系统的整体架构和硬件的设计,阐述了监控端对本地和远端EPS电源实时监控过程。同时对GPRS通信模块的登录过程进行了软件设计,建立了监控端和电源间的基于ModBus的通信协议。随着通信网络的不断发展,该系统的应用前景会越来越好。
关键词：GPRS;RS 485;ModBus通信协议;EPS电源
中图分类号：TN915 文献标识码：B
文章编号：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
随着住宅区规模的不断扩大,要保证不管是本地还是远端电源终端都能被即时监控和集中统一管理,只采用通信简单的近距离通信已不能满足要求。为此该文提出将由RS 485及通用分组无线业务(General Packet Radio Service,GPRS)构成的异构网应用到消防应急电源系统中,采用通信方式简单且运营成本低的RS 485来实现对近距离应急电源( Emergency Power Supply,EPS)的监控,而采用具有传输速率高、接入时间快、永远在线、计费式灵活等优点的GPRS通信来实现对远距离EPS终端的监控。随着通信网络的不断发展,该系统的应用前景会越来越好。
1 系统的整体架构
整个系统主要由应急电源终端、通信模块和主监控端3部分组成。其总体架构框图如图1所示。
监控中心主要实现的功能为消防应急电源管理、参数的显示、远程控制和报警等。
在该系统设计中,对一个小区中的所有的应急电源进行不重复编号。
近距离监控过程：监控端PC机采用轮询的方式,对总线上的消防应急电源轮流进行通讯。当监控端对一消防应急电源发出请求后,消防应急电源将自身的状态(逆变状态还是市电状态,及有无故障等)和参量值等通信信号经过RS 485总线送给监控中心。这样就可便于监控端实时地掌握本地的EPS电源的工作情况,从而进一步实现监控端对这些电源的管理。
远距离监控过程：消防应急电源通过GPRS模块与基站通信,并且与接入服务器建立TCP连接。当监控中心主站向GPRS终端提出数据请求时,接入服务器会根据逻辑地址和其IP地址的对应关系找到该终端,然后将数据请求命令发送给该终端,GPRS终端则将应答数据发送给接入服务器,接入服务器将该数据转发给监控中心主站。
2 通信硬件设计
2.1 RS 485通信接口电路设计
接口电路图如图2所示。
消防应急电源输出的控制信号送到MAX485的2,3脚,而消防应急电源的串行通信端分别与MAX485中的一组收发器对应相连的,接到MAX485的1脚与 4脚,MAX485的6,7脚输出。电路中TVS1的作用是保护芯片,防止被损坏。
2.2 GPRS接口电路设计
GPRS模块采用重庆多邦科技发展有限公司提供的TP-G-01 GPRS通信模块。TP-G-01 GPRS通信模块是利用设备RS 232串口到GPRS无线网络TCP/IP 协议的双向转换传输设备,它实现了串口设备的快速无线联网。TP-G-01具有实即插即用、实时在线、通信可靠、性价比高的特点。
3 软件设计
GPRS通信流程图如图3所示。
部分源代码如下：
………
void init_gprs() //初始化GPRS
{
jj=5;
while(jj--){
ii=3;
while(ii--){
txptr=0;
putcmd(cmd0);//发送 AT
if(waitOK()==1) break;
putchar(0x1a); // 发送字符 0x1a
}
txptr=0;
putcmd(cmd2);//发送 ATE0
if(waitOK()==1) break; // 返回OK退出
}
}
void lj_gprs()// 连接GPRS
{
jj=4;
txptr=0;
init_gprs();
while(jj--){
ii=3;
while(ii--){
txptr=0;
putcmd(cmd0);//发送 AT
if(waitOK()==1) break;
putchar(0x1a);// 发送字符 0x1a
}
txptr=0;
putcmd(cmd13);//发送 AT+CIPCLOSE
waitOK();
txptr=0;
putcmd(cmd14);//发送 AT+CIPSHUT
waitOK();
txptr=0;
putcmd(cmd9); //发送 AT+CIPCSGP=1,″CMNET″
txptr=0;
//发AT+CIPSTART=″TCP″,″218.204.29.178″,″7075″ 登陆服务器
putcmd(cmd10);
if(waitOK()==1){
if(ck_start()==1) break;
}
}
}
//通过发送字符串激活
void jh_gprs()
{
if(put_send()==1){
putchar(′E′);//发送字符串“EPS+地址”下面的每一行发送一个字符
putchar(′P′);
putchar(′S′);
putchar(address/256); // 求地址的高位字节
putchar(address%256);// 求地址的低位字节
putchar(0x0d); // 发送结束字符串“0D 0A ”
putchar(0x0a);
waitOK(); // 等待返回
putchar(0x1a);// 发送结束符“0x1a”
waitOK();
}
jhsj=0;// 时间计数器清零
}
4 ModBus通信协议的设计
在本设计中,监控端与EPS电源终端间采用的通信协议为ModBus(Modicon公司为其PLC与主机之间的通讯而发明的串行通讯协议)通信协议,且采用的通信模式是RTU。其发送的请求帧格式和收到请求后发送的响应帧格式如下：
发送的请求帧格式:
其中“数据长度”就是“响应数据”的实际字节数。
(1) 参数读取
主控机读取各个EPS逆变电源的参数数据。
主→从：Addr,0x03,0x55,CRC16;
从→主:Addr,0x03,len,data［len］,CRC16;
Data［len］:市电电压、电池电压、逆变电压等。
(2) 参数设定
对各个EPS逆变电源的报警、控制参数进行设定。
主→从：Addr,0x06,len,data［len］,CRC16;
从→主:Addr,0x06,0xaa,CRC16;
Data［len］:电流过流值、电池欠压值、市电过欠压值等。
(3) 在线查询
查询对应地址的EPS电源是否在线。
主→从：Addr,0x0a,0x55,CRC16;
从→主:Addr,0x0a,len,data［len］,CRC16;
Data［len］:返回程序版本。
参考文献
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作者简介
郭建勤 女,讲师,任教于山东电子职业技术学院。主要研究方向为通信与信息系统。
陈 双 女,讲师,任教于山东电子职业技术学院。主要研究方向为计算机应用技术。