CN113660190A - 一种新型带唤醒机制rtu通讯协议的设计方法 - Google Patents

一种新型带唤醒机制rtu通讯协议的设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，包括以下步骤：（1）设计数据包，所述数据包依次设为：目标地址；包头；原地址；包标识；包长度；包内容；校验；（2）设定指令集；所述指令集包含的指令码即为包内容的指令；所述指令集包括指令码、应答码和传感器标识码；所述指令码中包括带有唤醒功能的指令码；（3）设定唤醒指令包，所述唤醒指令包为新型带唤醒机制RTU通讯协议其中一个数据包，所述唤醒指令包的包内容依次为带有唤醒功能的指令码、唤醒时间和时间戳；（4）设定唤醒应答包，所述唤醒应答包为新型带唤醒机制RTU通讯协议其中一个数据包，所述唤醒应答包的的包内容依次为带有唤醒功能的指令码和确定码。

Description

一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法
技术领域
本发明涉及RTU通信协议设计技术领域，更具体地，涉及一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法。
背景技术
一般RTU通讯协议通常使用MODBUS通用协议，通过设定好的寄存器读取和写入数据。 这种通讯方式虽然通用性好，但是缺乏灵活，需要RTU常时在线。而在农业应用中，半夜的 时间段其实并不需要设备在线，常时在线只是白白消耗电能而已。亟需一种新的RTU通信协 议，可以做到按提前设定好的时间段把农田中的RTU设备在常时和低功耗模式相互切换，以 达到节约能源的目的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种按提前设定好的时间段把农田中的RTU设备在常时和 低功耗模式相互切换，以达到节约能源的目的的新型带唤醒机制RTU通讯协议设计方法。
为解决上述问题，提供一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，包括以下步骤：
(1)设计数据包，所述数据包依次设为：
目标地址：包括三个字节，其中，前两个字节为目标地址，第三个字节为信道；
包头：固定设为0xef01且高位字节在前；
原地址：设为数据发送者的地址；
包标识：包括下行包、上行包、唤醒包、转发包、命令包、数据包、应答包和结束包；
包长度：设位包内容的长度和CRC校验且高位字节在前；
包内容:设为指令、中继节点、数据、指令参数、应答结果的其中一种或多种；
校验：除目标地址不计校验范围内，其余CRC16校验且低字节在前；
(2)设定指令集；所述指令集包含的指令码即为包内容的指令；所述指令集包括指令码、 应答码和传感器标识码；所述指令码中包括带有唤醒功能的指令码；
(3)设定唤醒指令包，所述唤醒指令包为新型带唤醒机制RTU通讯协议其中一个数据包， 所述唤醒指令包的包内容依次为带有唤醒功能的指令码、唤醒时间和时间戳；
(4)设定唤醒应答包，所述唤醒应答包为新型带唤醒机制RTU通讯协议其中一个数据包， 所述唤醒应答包的的包内容依次为带有唤醒功能的指令码和确定码。
特别的，所述指令码包括系统类指令码、控制类指令码和其他类指令码。
特别的，所述系统类指令码包括带有重启系统功能的指令码、带有进入控制台功能 的指令码、带有读系统参数的指令码和带有设置lora模块参数的指令码。
特别的，所述控制类指令码包括带有唤醒功能的指令码、带有控制阀门功能的指令 码、带有读设备状态数据功能的指令码和带有预约定时控制阀门功能的指令码。
特别的，所述其他类指令码包括带有路径转发帧标识的指令码。
特别的，所述步骤(3)中，所述唤醒时间的单位为秒。
特别的，所述步骤(3)中，所述时间戳的时区为GMT。
特别的，所述传感器标识码用于标识电压采集传感器、压力采集器、阀门控制器、流 量传感器、液位传感器。
本发明的有益效果：
本发明通过唤醒命令可以设置网关通常状态的时长，当时长结束时，网关自动进入低功耗模 式，即可自由切换常时和低功耗状态。本发明可根据实际情况，一般设置常时时间为早7点 到晚7点，设置其他时间为低功耗模式，低功耗模式只开启接收网络数据模式等待唤醒命令， RTU收发部分休眠，消耗约相当于常时模式的1/6，综合起来可以有效的节约1/3的能源消 耗。
具体实施方式
下面对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本 领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明实施例的系统采用自定义通信协议，115200 N 8 1，该自定义通信协议定义 如下：网关地址：(默认)0x01，主机地址范围0x0001-0x000a，RTU地址从0x000b开始。
本实施例的一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，包括以下步骤：
(1)设计数据包，数据包依次设为：目标地址、包头、原地址、包标识、包长度、包内容 和校验。数据包详细定义表如表1所示：
表1数据包详细定义表
Figure BDA0003069685780000021
其中，目标地址：包括三个字节，其中，前两个字节为目标地址，第三个字节为信道；
包头：固定设为0xef01且高位字节在前；
原地址：设为数据发送者的地址；
包标识：包括下行包、上行包、唤醒包、转发包、命令包、数据包、应答包和结束包；
包长度：设位包内容的长度和CRC校验且高位字节在前；
包内容:设为指令、中继节点、数据、指令参数、应答结果的其中一种或多种。
(2)设定指令集。指令集包含的指令码即为包内容的指令。指令集包括指令码、应答码和传感器标识码。指令码中包括带有唤醒功能的指令码。
指令码包括系统类指令码、控制类指令码和其他类指令码。指令码定义表如表2所示：
表2指令码定义表
Figure BDA0003069685780000022
Figure BDA0003069685780000031
系统类指令码包括带有重启系统功能的指令码、带有进入控制台功能的指令码、带有读系统 参数的指令码和带有设置lora模块参数的指令码。控制类指令码包括带有唤醒功能的指令 码、带有控制阀门功能的指令码、带有读设备状态数据功能的指令码和带有预约定时控制阀 门功能的指令码。其他类指令码包括带有路径转发帧标识的指令码。
应答码定义表如表3所示：
表3应答码定义表
Figure BDA0003069685780000032
识码用于标识电压采集传感器、压力采集器、阀门控制器、流量传感器、液位传感器。传感 器标识码定义表如表4所示：
表4传感器标识码定义表
Figure BDA0003069685780000033
校验：除目标地址不计校验范围内，其余CRC16校验且低字节在前。
(3)设定唤醒指令包，所述唤醒指令包为新型带唤醒机制RTU通讯协议其中一个数据包，唤醒指令包的包内容依次为带有唤醒功能的指令码、唤醒时间和时间戳；唤醒时间的单位为秒。时间戳的时区为GMT。唤醒指令包定义表如表5所示：
表5唤醒指令包定义表
Figure BDA0003069685780000041
(4)设定唤醒应答包，所述唤醒应答包为新型带唤醒机制RTU通讯协议其中一个数据包，唤醒应答包的的包内容依次为带有唤醒功能的指令码和确定码。唤醒应答包如表6所示：
表6唤醒应答包定义表
Figure BDA0003069685780000042
其中，确认码＝0x00时，表示OK，确认码＝0x01，表示收包有错，其余确认码可查看表3应 答码定义表来匹配。
本发明实施例通过唤醒命令可以设置网关通常状态的时长，当时长结束时，网关自 动进入低功耗模式，即可自由切换常时和低功耗状态。本发明可根据实际情况，一般设置常 时时间为早7点到晚7点，设置其他时间为低功耗模式，低功耗模式只开启接收网络数据模 式等待唤醒命令，RTU收发部分休眠，消耗约相当于常时模式的1/6，综合起来可以有效的 节约1/3的能源消耗。
虽然描述了本发明的实施方式，但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做 出各种变形或修改，只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围，都应当在本发明的保 护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）设计数据包，所述数据包依次设为：
目标地址：包括三个字节，其中，前两个字节为目标地址，第三个字节为信道；
包头：固定设为0xef01且高位字节在前；
原地址：设为数据发送者的地址；
包标识：包括下行包、上行包、唤醒包、转发包、命令包、数据包、应答包和结束包；
包长度：设位包内容的长度和CRC校验且高位字节在前；
包内容:设为指令、中继节点、数据、指令参数、应答结果的其中一种或多种；
校验：除目标地址不计校验范围内，其余CRC16校验且低字节在前；
（2）设定指令集；所述指令集包含的指令码即为包内容的指令；所述指令集包括指令码、应答码和传感器标识码；所述指令码中包括带有唤醒功能的指令码；
（3）设定唤醒指令包，所述唤醒指令包为新型带唤醒机制RTU通讯协议其中一个数据包，所述唤醒指令包的包内容依次为带有唤醒功能的指令码、唤醒时间和时间戳；
（4）设定唤醒应答包，所述唤醒应答包为新型带唤醒机制RTU通讯协议其中一个数据包，所述唤醒应答包的的包内容依次为带有唤醒功能的指令码和确定码。
2.根据权利要求1所述的一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，其特征在于：所述指令码包括系统类指令码、控制类指令码和其他类指令码。
3.根据权利要求1所述的一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，其特征在于：所述系统类指令码包括带有重启系统功能的指令码、带有进入控制台功能的指令码、带有读系统参数的指令码和带有设置lora模块参数的指令码。
4.根据权利要求1所述的一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，其特征在于：所述控制类指令码包括带有唤醒功能的指令码、带有控制阀门功能的指令码、带有读设备状态数据功能的指令码和带有预约定时控制阀门功能的指令码。
5.根据权利要求1所述的一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，其特征在于：所述其他类指令码包括带有路径转发帧标识的指令码。
6.根据权利要求1所述的一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述唤醒时间的单位为秒。
7.根据权利要求1所述的一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述时间戳的时区为GMT。
8.根据权利要求1所述的一种新型带唤醒机制RTU通讯协议的设计方法，其特征在于：所述传感器标识码用于标识电压采集传感器、压力采集器、阀门控制器、流量传感器、液位传感器。
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