编号：
密级：内部
页数：__________基于RS485接口的DGL通信协议（修改）
编写：____________________
校对：____________________
审核：____________________
批准：____________________
北京华美特科贸有限公司
二○○二年十二月六日
1.前言
在常见的数字式磁致伸缩液位计中，多采用RS485通信方式。但RS485标准仅对物理层接口进行了明确定义，并没有制定通信协议标准。因此，在RS485的基础上，派生出很多不同的协议，不同公司均可根据自身需要设计符合实际情况的通信协议。并且，RS485允许单总线多机通信，如果通信协议设计不好，就会造成相互干扰和总线闭锁等现象。如果在一条总线上挂接不同类型的产品，由于协议不一样，很容易造成误触发，造成总线阻塞，使得不同产品对总线的兼容性很差。
随着RS485的发展，Modicon公司提出的MODBUS协议逐步得到广泛认可，已在工业领域得到广泛应用。而MODBUS的协议规范比较烦琐，并且每字节数据仅用低4位（范围：0~15），在信息量相同时，对总线占用时间较长。
DGL协议是根据以上问题提出的一种通信协议。在制定该协议时已充分考虑以下几点要求：
a.兼容于MODBUS 。也就是说，符合该协议的从机均可挂接到同一总
线上。
b.要适应大数据量的通信。如：满足产品在线程序更新的需要(未来
功能)。
c.数据传输需稳定可靠。对不确定因素应加入必要的冗错措施。
d.降低总线的占用率，保证数据传输的通畅。
2.协议描述
为了兼容其它协议，现做以下定义：
通信数据均用1字节的16进制数表示。从机的地址范围为：0x80～0xFD，即：MSB=1；命令和数据的数值范围均应控制在0~0x7F之间。
即：MSB=0，以区别地址和其它数据。
液位计的编码地址为：0x82~0x9F。其初始地址(出厂默认值)为：0x81。
罐旁表的编织地址为：0xA2~0xBF。其初始地址(出厂默认值)为：0xA1。
其它地址用于连接其它类型的设备，也可用于液位计、罐区表地址不够时的扩充。
液位计的命令范围为：0x01~0x2F，共47条，将分别用于参数设定、实时测量、诊断测试、在线编程等。
通信的基本参数为：4800波特率，1个起始位，1个结束位。字节校验为奇校验。
本协议的数据包是参照MODBUS RTU 通信格式编写，并对其进行了部分修改，以提高数据传输的速度。另外，还部分参照了HART协议。其具体格式如下：
表中，数据的最大字节数为16个。也就是说，整个数据包最长为20个字节。
“校验和”是其前面所有数据异或得到的数值，然后将该数值MSB位清零，使其满足0~7F的要求。在验证接收数据包的“校验和”是否正确时，可将所有接收数据(包括“校验和”)进行异或操作，得到的数据应＝0x80。这是因为，只有“地址”的MSB=1，所以异或结果的MSB也必然等于1。
本协议不支持MODBUS中所规定的广播模式。
3.时序安排
在上电后，液位计将先延迟10秒，等待电源稳定。然后，用5秒的时间进行自检和测试数据。接着产品进入待机状态并打开RS485通信接口，等待主机的请求。因此，主机应在液位计上电20秒后，再将液位计置为工作状态，进行测量操作。
液位控制器（HMT-900或H-1000）主要用于液位计的供电和防爆安全隔离。主机可通过RTS信号控制（HMT-900或H-1000）供给液位计的电源。当RTS有效时，电源将被打开。因此，液位计的电源是可以通过主机软件控制的。
在现场应用中，主机软件的工作时序一般应遵循以下几个步骤。
1)在开主机前，并认真检查各相关设备的电源和电缆连接情况。
2)在启动主机软件时，打开相应串行端口。使能RTS信号，给液位
计上电。
3)软件初始化操作，延迟20秒。
4)读液位计的相应参数，然后将液位计置为工作状态。
5)此时，主机可进入正常的轮训、记录、显示、报警等工作。
主机软件的主要工作是通过RS485总线和各个液位计进行DGL格式的数据包通信。因此，通信时序安排的好坏显得很重要。在本协议中，主机只能有1个，并完全控制总线，任何从机在没有主机请求时，必需保持接收状态。在设计从机电路时，应保证从机在上电时不能出现对总线的占用
(发送状态)，哪怕是很短的时间。以免增加系统功耗，影响其“本质安全”性能。
虽然主机控制着总线，但在总线空闲状态，主机也应处于接收状态。只有在向指定的从机发送请求数据包时，才进入发送状态。主机的发送接收状态切换由其串口的DTR信号控制，可称为MDTR。同样，从机也有一个控制信号，称为SDTR。当主机DTR无效(转换成TTL电平，MDTR为高电平)时，端口处于发送状态。当DTR有效(MDTR为低电平)时，端口处于接收状
T2
将
在相应从机(液位计)接收到正确的“请求数据包”后，就开始准备“应答数据包”。经延时，在T5时刻，从机将SDTR置为高电平，控制总线。然后，在T6时刻发送数据包。发送完成(T7时刻)后，随即将SDTR置为低电平，释放总线。这样一次数据包通信就完成了。
对以上各时刻的时序要求可以描述为：T2-T1=1.9~3.5ms,
T3-T2=10~60ms, T4-T3=1~3.5ms, T5-T3=8~18ms, T6-T5=1.9~3.5ms,
T7-T6=10~60ms, T8-T7=1~3.5ms。一次通信的最长时间将控制在160ms以内。两次数据包通信的间隔应≥20ms。
根据以上描述和规定，我们就可以精确地进行主机和从机的通信控制。并根据可能出现的各种通信错误和故障，进行冗错设计。
4.命令定义
命令0x01 通信协议识别码
请求数据： 0byte
应答数据： 3byte 字符串“DGL” 44,47,4C
命令0x02 地址更改
请求数据： 1byte NewAdr-0x80
应答数据： 1byte NewAdr-0x80
注：应答数据中仍保留为原来地址不变
命令0x03, 0x4 保留
命令0x05 读厂家名
请求数据： 0byte
