ＲＳ　４８５與ＧＰＲＳ構成的異構網在消防應急電源系統中的應用

郭建勤　陳　雙

摘 要：隨著住宅區規模的不斷擴大,只采用傳統的近距離通信來實現對消防電源的監控已不滿足需要。所以提出由RS 485和GPRS組成的異構網來實現對所有的EPS電源的監控。通過對系統的整體架構和硬件的設計,闡述了監控端對本地和遠端EPS電源實時監控過程。同時對GPRS通信模塊的登錄過程進行了軟件設計,建立了監控端和電源間的基于ModBus的通信協議。隨著通信網絡的不斷發展,該系統的應用前景會越來越好。

關鍵詞：GPRS;RS 485;ModBus通信協議;EPS電源

中圖分類號：TN915 文獻標識碼：B

文章編號：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

隨著住宅區規模的不斷擴大,要保證不管是本地還是遠端電源終端都能被即時監控和集中統一管理,只采用通信簡單的近距離通信已不能滿足要求。為此該文提出將由RS 485及通用分組無線業務(General Packet Radio Service,GPRS)構成的異構網應用到消防應急電源系統中,采用通信方式簡單且運營成本低的RS 485來實現對近距離應急電源( Emergency Power Supply,EPS)的監控,而采用具有傳輸速率高、接入時間快、永遠在線、計費式靈活等優點的GPRS通信來實現對遠距離EPS終端的監控。隨著通信網絡的不斷發展,該系統的應用前景會越來越好。

1 系統的整體架構

整個系統主要由應急電源終端、通信模塊和主監控端3部分組成。其總體架構框圖如圖1所示。

監控中心主要實現的功能為消防應急電源管理、參數的顯示、遠程控制和報警等。

在該系統設計中,對一個小區中的所有的應急電源進行不重復編號。

近距離監控過程：監控端PC機采用輪詢的方式,對總線上的消防應急電源輪流進行通訊。當監控端對一消防應急電源發出請求后,消防應急電源將自身的狀態(逆變狀態還是市電狀態,及有無故障等)和參量值等通信信號經過RS 485總線送給監控中心。這樣就可便于監控端實時地掌握本地的EPS電源的工作情況,從而進一步實現監控端對這些電源的管理。

遠距離監控過程：消防應急電源通過GPRS模塊與基站通信,并且與接入服務器建立TCP連接。當監控中心主站向GPRS終端提出數據請求時,接入服務器會根據邏輯地址和其IP地址的對應關系找到該終端,然后將數據請求命令發送給該終端,GPRS終端則將應答數據發送給接入服務器,接入服務器將該數據轉發給監控中心主站。

2 通信硬件設計

2.1 RS 485通信接口電路設計

接口電路圖如圖2所示。

消防應急電源輸出的控制信號送到MAX485的2,3腳,而消防應急電源的串行通信端分別與MAX485中的一組收發器對應相連的,接到MAX485的1腳與 4腳,MAX485的6,7腳輸出。電路中TVS1的作用是保護芯片,防止被損壞。

2.2 GPRS接口電路設計

GPRS模塊采用重慶多邦科技發展有限公司提供的TP-G-01 GPRS通信模塊。TP-G-01 GPRS通信模塊是利用設備RS 232串口到GPRS無線網絡TCP/IP 協議的雙向轉換傳輸設備,它實現了串口設備的快速無線聯網。TP-G-01具有實即插即用、實時在線、通信可靠、性價比高的特點。

3 軟件設計

GPRS通信流程圖如圖3所示。

部分源代碼如下：

………

void init_gprs() //初始化GPRS

{

jj=5;

while(jj--){

ii=3;

while(ii--){

txptr=0;

putcmd(cmd0);//發送 AT

if(waitOK()==1) break;

putchar(0x1a); // 發送字符 0x1a

}

txptr=0;

putcmd(cmd2);//發送 ATE0

if(waitOK()==1) break; // 返回OK退出

}

}

void lj_gprs()// 連接GPRS

{

jj=4;

txptr=0;

init_gprs();

while(jj--){

ii=3;

while(ii--){

txptr=0;

putcmd(cmd0);//發送 AT

if(waitOK()==1) break;

putchar(0x1a);// 發送字符 0x1a

}

txptr=0;

putcmd(cmd13);//發送 AT+CIPCLOSE

waitOK();

txptr=0;

putcmd(cmd14);//發送 AT+CIPSHUT

waitOK();

txptr=0;

putcmd(cmd9); //發送 AT+CIPCSGP=1,″CMNET″

txptr=0;

//發AT+CIPSTART=″TCP″,″218.204.29.178″,″7075″ 登陸服務器

putcmd(cmd10);

if(waitOK()==1){

if(ck_start()==1) break;

}

}

}

//通過發送字符串激活

void jh_gprs()

{

if(put_send()==1){

putchar(′E′);//發送字符串“EPS+地址”下面的每一行發送一個字符

putchar(′P′);

putchar(′S′);

putchar(address/256); // 求地址的高位字節

putchar(address%256);// 求地址的低位字節

putchar(0x0d); // 發送結束字符串“0D 0A ”

putchar(0x0a);

waitOK(); // 等待返回

putchar(0x1a);// 發送結束符“0x1a”

waitOK();

}

jhsj=0;// 時間計數器清零

}

4 ModBus通信協議的設計

在本設計中,監控端與EPS電源終端間采用的通信協議為ModBus(Modicon公司為其PLC與主機之間的通訊而發明的串行通訊協議)通信協議,且采用的通信模式是RTU。其發送的請求幀格式和收到請求后發送的響應幀格式如下：

發送的請求幀格式:

其中“數據長度”就是“響應數據”的實際字節數。

(1) 參數讀取

主控機讀取各個EPS逆變電源的參數數據。

主→從：Addr,0x03,0x55,CRC16;

從→主:Addr,0x03,len,data［len］,CRC16;

Data［len］:市電電壓、電池電壓、逆變電壓等。

(2) 參數設定

對各個EPS逆變電源的報警、控制參數進行設定。

主→從：Addr,0x06,len,data［len］,CRC16;

從→主:Addr,0x06,0xaa,CRC16;

Data［len］:電流過流值、電池欠壓值、市電過欠壓值等。

(3) 在線查詢

查詢對應地址的EPS電源是否在線。

主→從：Addr,0x0a,0x55,CRC16;

從→主:Addr,0x0a,len,data［len］,CRC16;

Data［len］:返回程序版本。

參考文獻

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作者簡介

郭建勤 女,講師,任教于山東電子職業技術學院。主要研究方向為通信與信息系統。

陳 雙 女,講師,任教于山東電子職業技術學院。主要研究方向為計算機應用技術。