水质分析仪等环境检测设备的数字信号的采集

数字量信号采集

在时间上和数量上都是离散的物理量称为数字量，常见的数字量信号包括RS232\RS485等。

1、RS232，RS-232C 标准（协议）的全称是 EIA-RS-232C 标准，如下图：

许多常用的RS232采用三线制，即2脚-RXD（接收）、3脚-TXD（发送）、5脚-GND（地线）。

当数采仪通过RS232方式接收在线设备的数据时，数采仪的串口与在线设备的串口之间交叉连接，如下图：

RXD:接收数据（Received data-RxD）,通过RxD线终端接收从MODEM发来的串行数据。

TXD:发送数据（Transmitted data-TxD）,通过TxD终端将串行数据发送到MODEM。

GND:地线,保护地和信号地，无方向。

RS232是通过一串不同的高低电平信号来表示数据的，在TxD和RxD上：逻辑1(MARK)=-3V～-15V ,逻辑0(SPACE)=+3～+15V ，数采仪与在线设备两个之间进行通信，双方必须有统一的约定，这个约定就是通信规约，规约定义好数据的传输速度、每个字节代表的意义、数据的校验方式等。

例：某污水流量计通讯规约

接口标准

标准RS232接口

9600波特率，1个开始位，8个数据位，1个停止位

通讯协议

小流量计每秒钟发送一次瞬时流量和累计流量，

瞬时流量单位为升/秒，累计流量单位为立方米。

格式如下：

@@ABCDEFGH&&

其中：

@@为包头，固定不变；

ABCD为4字节浮点数，表示每秒钟的瞬时流量，单位为升/秒；

EFGH为4字节浮点数，表示累计流量，单位为立方米；

&&为包尾，固定不变；

每条数据信息长度为12个字节；

举例

设小流量计在某一秒钟发送出以下数据（16进制表示）：

40 40 40 E9 99 9A 43 52 4C CD 26 26

根据通讯协议分析得：

40 40:包头，ascii为@@

40 E9 99 9A : 4字节浮点数,值为7.3

43 52 4C CD: 4字节浮点数据，210.3。

26 26：包尾，ascii为&&

该例表示这一秒钟的流量为7.3升。累计流量为210.3立方米。

2、RS-485:

RS485与RS232类似，可以看做是RS232的一个变种，RS485一般只有两根线，数采仪与在线设备通过分时段

占用这两根线来传输数据，电气特性与RS232不同：逻辑“1”以两线间的电压差为+(0.2~6)V表示；逻辑“0”以两

线间的电压差为-(0.2~6)V表示。数据最高传输速率为10Mbps 。接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合，

抗共模干扰能力增强，即抗噪声干扰性好。最大的通信距离约为500m，传输速率与传输距离成反比，在

100Kb/S的传输速率下，才可以达到最大的通信距离，如果需传输更长的距离，需要加485中继器。

3、开关量信号采集：

开关量信号：开关量信号比较简单，只是通过0、1来反应设备的某种状态、如开关、启停、左右等，相对于模

拟信号——信号的大小、方向在时间上是连续变化的。开关量信号的变化不是连续的，即跳跃变化，故又有脉冲

信号的说法。相对于模拟信号它具有抗干扰能力强的特点，但是他表示的数据方式比较简单，一般不能表达复杂

的状态。