冷链物流监控系统系列：Rockwell Automation DeviceNet 冷链物流监控模块_（10）.数据传输与通信协议.docx

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数据传输与通信协议

1.通信协议概述

在冷链物流监控系统中，数据传输与通信协议是确保各设备之间高效、可靠通信的关键。通信协议定义了数据如何在设备之间传输、格式化和解释。本节将详细介绍RockwellAutomationDeviceNet冷链物流监控模块中常用的通信协议，包括DeviceNet协议、MODBUS协议和以太网/IP协议。

1.1DeviceNet协议

DeviceNet是一种开放的现场总线协议，广泛应用于工业自动化领域，尤其是用于连接传感器、执行器和其他现场设备。DeviceNet协议通过标准的CAN（ControllerAreaNetwork）物理层实现，支持多种数据传输模式，包括周期性数据传输和事件驱动数据传输。

1.1.1DeviceNet协议的基本结构

DeviceNet协议的基本结构包括以下几个部分：

物理层：使用标准的CAN物理层，确保数据在设备之间的可靠传输。

数据链路层：负责数据的帧格式化、错误检测和重传机制。

网络层：管理网络的拓扑结构和设备的地址分配。

应用层：定义了数据的传输格式和解释方式。

1.1.2DeviceNet协议的数据传输模式

DeviceNet支持以下几种数据传输模式：

周期性数据传输：设备按照预设的时间间隔定期发送数据。

事件驱动数据传输：设备在特定事件发生时发送数据。

请求/响应数据传输：主设备请求数据，从设备响应数据。

1.1.3DeviceNet协议的地址分配

DeviceNet网络中的每个设备都有一个唯一的地址，地址范围从0到63。地址分配通常由主设备（如PLC）完成，通过配置工具或自动分配机制实现。

1.2MODBUS协议

MODBUS是一种通用的串行通信协议，广泛应用于工业自动化领域，尤其是在PLC和传感器之间的通信。MODBUS协议支持两种传输模式：ASCII和RTU（RemoteTerminalUnit）。在冷链物流监控系统中，MODBUSRTU模式更为常用。

1.2.1MODBUSRTU协议的基本结构

MODBUSRTU协议的基本结构包括以下几个部分：

请求帧：主设备发送的请求数据。

响应帧：从设备返回的响应数据。

帧格式：包括设备地址、功能码、数据区和校验码。

1.2.2MODBUSRTU协议的数据传输模式

MODBUSRTU协议支持以下几种数据传输模式：

请求/响应模式：主设备发送请求，从设备响应请求。

广播模式：主设备向所有从设备发送数据，但不接收响应。

1.2.3MODBUSRTU协议的功能码

MODBUSRTU协议定义了多种功能码，常用的有：

0x01：读取线圈状态。

0x02：读取离散输入状态。

0x03：读取保持寄存器。

0x04：读取输入寄存器。

0x05：写单个线圈。

0x06：写单个保持寄存器。

0x10：写多个保持寄存器。

1.3以太网/IP协议

以太网/IP（Ethernet/IndustrialProtocol）是一种基于以太网的工业通信协议，广泛应用于工业自动化系统中。以太网/IP协议结合了标准以太网的物理层和数据链路层，以及CIP（CommonIndustrialProtocol）的应用层，支持多种通信模式，包括TCP/IP和UDP/IP。

1.3.1以太网/IP协议的基本结构

以太网/IP协议的基本结构包括以下几个部分：

物理层：使用标准的以太网物理层。

数据链路层：使用标准的以太网数据链路层。

网络层：使用TCP/IP或UDP/IP协议。

应用层：基于CIP协议，定义了数据的传输格式和解释方式。

1.3.2以太网/IP协议的数据传输模式

以太网/IP支持以下几种数据传输模式：

显式消息：用于设备之间的配置和诊断。

隐式消息：用于实时数据传输。

1.3.3以太网/IP协议的CIP对象

CIP对象是以太网/IP协议中的基本数据结构，用于表示设备的功能和数据。常用的CIP对象包括：

连接管理对象：管理设备之间的连接。

I/O对象：表示输入输出数据。

属性对象：表示设备的各种属性。

2.数据传输的实现

在冷链物流监控系统中，数据传输的实现涉及多种技术和工具。本节将详细介绍如何在RockwellAutomationDeviceNet冷链物流监控模块中实现数据传输。

2.1DeviceNet数据传输的实现

2.1.1配置DeviceNet网络

在配置DeviceNet网络时，需要使用RockwellAutomation的RSNetWorx配置工具。通过RSNetWorx，可以完成以下任务：

设备地址分配：为每个设备分配一个唯一的地址。

网络拓扑结构：定义网络的物理和逻辑拓扑结构。

通信参数设置：设置网络的波特率、数据长度等参数