9.3無(wú)線ModBus實(shí)訓(xùn)套件方案20140114

無(wú)線 ModBus 實(shí)訓(xùn)套件 應(yīng)用 方案 廣州飛瑞敖電子科技有限公司 網(wǎng)址： 地址：廣州市番禺區(qū)番禺大道北 555號(hào)節(jié)能科技園天安科技創(chuàng)業(yè)大廈 101室 辦公電話：/22883231/22883198 郵編： 511400 目 錄 1產(chǎn)品簡(jiǎn)介 . 1 2產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn) . 1 3產(chǎn)品實(shí)物圖 . 2 4產(chǎn)品功能介紹 . 3 5、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 . 4 6、實(shí)驗(yàn)例程 . 5 7、招標(biāo)參數(shù) . 9 1 產(chǎn)品 簡(jiǎn)介 廣州飛瑞敖電子科技有限公司 IOT-S01-09型無(wú)線 ModBus實(shí)訓(xùn)套件為學(xué)習(xí)者提供了一整套從動(dòng)手焊接、設(shè)備調(diào)試工到代碼編寫(xiě)完全自主進(jìn)行的實(shí)訓(xùn)產(chǎn)品。系統(tǒng)基于 433M 無(wú)線數(shù)傳模塊和無(wú)線 ModBus 協(xié)議，讓學(xué)習(xí)者對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)搭建和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有一個(gè)清晰的概念。無(wú)線 ModBus 實(shí) 訓(xùn)套件即可單獨(dú)完成單片機(jī)、433M 無(wú)線通信、了解 ModBus 協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式等實(shí)驗(yàn)功能；也可聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺(tái)完成物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)的整體實(shí)驗(yàn)、 WIFI 通信等。 無(wú)線 ModBus 實(shí)訓(xùn)套件應(yīng)用拓?fù)鋱D 2 產(chǎn)品 優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn) 物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)本身是一個(gè)硬件、軟件、通信等諸多技術(shù)相結(jié)合的專(zhuān)業(yè)，針對(duì)現(xiàn)在學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中普遍存在的重軟輕硬的現(xiàn)象， 無(wú)線 ModBus 實(shí)訓(xùn)套件 可以讓學(xué)生用配套 的電子元器件、 PCB 電路板根據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一步步地完成 ModBus 主機(jī)和 ModBus 從機(jī)兩個(gè)電子設(shè)備的軟硬件綜合設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)無(wú)線通 信、 ModBu 協(xié)議以及 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的充分學(xué)習(xí)。 系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的理念教學(xué)加簡(jiǎn)單驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的教學(xué)模式，讓學(xué)習(xí)者深入 第 - - 頁(yè) 2 2 了解技術(shù)細(xì)節(jié)，剖析技術(shù)原理； 實(shí)驗(yàn)過(guò)程充分調(diào)動(dòng)了學(xué)習(xí)者的思想，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)者的動(dòng)手能力，提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣； 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)際結(jié)合緊密，從實(shí)際職業(yè)需求出發(fā)，讓學(xué)習(xí)者可以提前感受實(shí)際的工作，進(jìn)一步明確了學(xué)習(xí)目的，提升了學(xué)習(xí)效率； 開(kāi)放性設(shè)計(jì)，系統(tǒng)可作為老師和學(xué)生的科研實(shí)踐設(shè)備。 3產(chǎn)品實(shí)物圖 無(wú)線 ModBus 實(shí)訓(xùn)套件主機(jī)整裝圖 RS485 通信接口及外部DC5V 接口 WiFi 模塊 外部 DC5V電源口 433MHz 模塊 電源指示燈 WiFi 工作指示燈 WiFi 啟動(dòng)OK 指示燈 CPU 接收到數(shù)據(jù)指示燈 ISP 下載口 通信選擇開(kāi)關(guān) RS232& RS485 選擇開(kāi)關(guān) RS232 通信接口 備用按鍵 第 - - 頁(yè) 3 3 無(wú)線 ModBus 實(shí)訓(xùn)套件從機(jī)整裝圖 4 產(chǎn)品 功能 介紹 多接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能： IOT-S01-09 型無(wú)線 ModBus 實(shí)訓(xùn)套件 最終搭建起來(lái)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（數(shù)據(jù)流向） ， ModBus 從機(jī)上的溫濕度傳感器采集環(huán)境中的溫濕度數(shù)據(jù)通過(guò) 433MHz 無(wú)線方式傳遞給 Modbus 主機(jī)，主機(jī)從自身的 433MHz 接口處獲取數(shù)據(jù)將其通過(guò) WiFi 轉(zhuǎn)發(fā)至上位機(jī)。 除此之外，通過(guò)調(diào)節(jié) ModBus 主機(jī)上的“通信選擇開(kāi)關(guān)”和“ RS232&RS485選擇開(kāi)關(guān)” 可以實(shí)現(xiàn) RS232、 RS485、 WiFi 模塊以及 433MHz 模塊的兩兩間數(shù)據(jù)通信 ，具體開(kāi)關(guān)示意如表 1 所示 通信選擇開(kāi)關(guān) RS232&RS485 選擇開(kāi)關(guān) 通路 左 左 433MHz 模塊與 RS232 實(shí)現(xiàn)通路 左 右 433MHz 模塊與 RS485 實(shí)現(xiàn)通路 右 左 WiFi 模塊與 RS232 實(shí)現(xiàn)通路 右 右 WiFi 模塊與 RS485 實(shí)現(xiàn)通路 通信及電源接口：可選 RS232或者 RS485 ISP 下載口 433MHz 模塊 溫濕度傳感器AM2302 按鍵： 通信指示燈 電源指示燈 第 - - 頁(yè) 4 4 中 任意 WiFi 模塊與 433MHz 模塊實(shí)現(xiàn)通路 表 1 ModBus 主機(jī)通信表 硬件電路設(shè)計(jì)及焊接技能的顯著提高： 由資深硬件工程師編寫(xiě)的實(shí)驗(yàn)“電路原理圖介紹及電路板焊接實(shí)驗(yàn)”手把手的告訴用戶電路設(shè)計(jì)和實(shí)物焊接當(dāng)中需要的注意事項(xiàng)，能夠顯著提高學(xué)生該方面的能力 5、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 實(shí)訓(xùn)套 件涵蓋了硬件電路的焊接、主流單片機(jī)（ AVR 單片機(jī)）的基本操作、433MHz 無(wú)線芯片 CC1101 的基本操作、溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)讀取、 ModBus 協(xié)議的學(xué)習(xí)與應(yīng)用等實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從各方面提高學(xué)習(xí)者的能力。 具體實(shí)驗(yàn)如下： 實(shí)驗(yàn) 1、 電路原理圖介紹及電路板焊接實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 2、 AVR 單片機(jī) IO 口實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 3、 AVR 單片機(jī)定時(shí)器及中斷實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 4、 串口通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 5、 433MHz 無(wú)線通信實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 6、 溫濕度傳感器實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn) 7、 基于 ModBus 協(xié)議的無(wú)線溫濕度采集實(shí)驗(yàn) 第 - - 頁(yè) 5 5 6、 實(shí)驗(yàn)例程 6.1 實(shí)驗(yàn) 2、 AVR 單片機(jī) IO 口實(shí)驗(yàn) 6.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.學(xué)習(xí) ATMEL 公司的 AVR 單片機(jī)基本知識(shí)。 2.學(xué)習(xí) AVR 單片機(jī)的 I/O 口操作。 6.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟 Step 1 I/O 端口介紹 ATmega8 的 I/O 端口都具有一讀一改一寫(xiě)的功能，也即當(dāng)我們用指令改變某些引腳的方向時(shí)不會(huì)無(wú)意地改變其他引腳的方面。輸出緩沖器具有對(duì)稱(chēng)的驅(qū)動(dòng)能力，可以輸出或者吸收大電流，可以直接驅(qū)動(dòng) LED。所有的端口引腳具有與電源無(wú)關(guān)的上拉電阻。每個(gè)端口都有三個(gè) I/O 存儲(chǔ)器地址：數(shù)據(jù)寄存器（ PORTx)、數(shù)據(jù)方向寄存器（ DDRx）和端口輸 入引腳（ PINx)，其中小寫(xiě)“ x”表示端口的序號(hào)。 數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)方向寄存器為讀 /寫(xiě)寄存器，而端口輸入寄存器為只讀寄存器，但是要特別注意的是對(duì)于 PINx 寄存器某一位寫(xiě)入邏輯“ 1”將造成數(shù)據(jù)寄存器相應(yīng)位的數(shù)據(jù)發(fā)生“ 0”和“ 1”的交替變化。當(dāng)寄存器 MCUCR 的上拉禁止位 PUD置位時(shí)，所有端口引腳的上拉電阻都被禁止。 Step 2 配置引腳介紹 每個(gè)端口引腳都具有 3 個(gè)寄存器： DDxn、 PORTxn、 PINxn， DDxn 位于 DDRx 寄存器， PORTxn 位于 PORTx 寄存器， PINxn 位于 PINx 寄存器。 DDxn 用來(lái)選擇引腳的方向， DDxn 為“ 1”時(shí)， Pxn 配置為輸出，否則配置為輸入。引腳配置為輸入時(shí)，若 PORTxn 為“ 1”，上拉電阻將使能。如果需要關(guān)閉這個(gè)上拉電阻，可以將 PORTxn 清零，或者將這個(gè)引腳配置為輸出。另外有部分引腳是有第二功能的。 Step 3 配置引腳說(shuō)明 DDRx 為端口方向寄存器，當(dāng) DDRx 的某一位置 1時(shí)相應(yīng)的引腳作為輸出使用，反之設(shè)為 0時(shí)則為輸入。 DDRB = 0x0F； /此語(yǔ)句把 PB 端口的 PB0PB3 設(shè)為輸出， PB4PB7 設(shè)為輸入。 PORTx 為端口數(shù)據(jù)寄存器，如果引腳設(shè)為輸出 ，則對(duì) PORTx 進(jìn)行寫(xiě)操作即改變引腳的輸出值。 第 - - 頁(yè) 6 6 DDRB = 0xFF； /將 PB 端口的 PB0PB7 位設(shè)為輸出 PORTB = 0x33； /PB 口輸出 0011 0011 DDRB = 0x00； /將 PB 口的全部端口設(shè)為輸入 PORTB = 0xF0； /PB0PB3 位不設(shè)上拉，無(wú)信號(hào)輸入時(shí)處于高阻態(tài)。 PB4PB7 位設(shè)為上拉， /無(wú)信號(hào)輸入時(shí)處于高電平。 PINx 是相應(yīng)的端口輸入引腳地址。如果希望讀取引腳的邏輯電平值，一定要讀取 PINx,而不是 PORTx。注意： PINx 是只讀的，不能賦值。 DDRB = 0x00； /設(shè)置 PB 口的 PB0PB7 為輸入 PORTB = 0xFF； /PB 口全部設(shè)為上拉，無(wú)信號(hào)輸入時(shí)處于高電平 Data = PINB； /將 PB 口的引腳信號(hào)讀入到變量 Data 中 下面簡(jiǎn)述如果對(duì) PB 口的某一個(gè)引腳進(jìn)行 C 語(yǔ)言的設(shè)置方法 PORTB = (1 PB7) | ( ）（ ）（ PB0)； / 定義上拉電阻和設(shè)置高電平輸出 DDRB = (1 DDB3) | (1 ）（ ）（ ）； 定義口的端口引腳方向 Step 4 實(shí)驗(yàn)代碼解析 本實(shí)驗(yàn)代碼實(shí)現(xiàn) PC4 端口間隔約 200mS 的閃爍。電路如下圖所示： #include Config.h /包含自定義的頭文件 /* * 晶振頻率 ：選取用 RC 8MHz * 文件名 ： Main.c * 功能說(shuō)明 ： AVR 的 IO口演示實(shí)驗(yàn) 第 - - 頁(yè) 7 7 * 制作 ： * 技術(shù)支持 ：QQ ： 1329958919 * 變更記錄 ： 2013.01.10 * 變更內(nèi)容 ：新建造 */ void delay(unsigned int s)； /聲明 delay 函數(shù)，注意如果函數(shù)在 main 函 /數(shù)以后實(shí)現(xiàn)的話一般在 main 函數(shù)之前聲明， /即函數(shù) 是先聲明后使用；如果你把函數(shù)的實(shí)現(xiàn) /放在 main 之前則可以不用再聲明 /* /函數(shù)名： main(void) /輸入：無(wú) /輸出：無(wú) /功能描述：實(shí)現(xiàn) ATmega8 的 PC4 端連接的 LED 間隔閃爍，演示 IO 口操作 /* void main(void) DDRC = 0xff； /定義 PC 口的全部端口為輸出 1111 1111 PORTC = 0xEf； /定義 PC 口初始化為 1110 1111 其中 PC4 為 0，即低電 /平 ,/無(wú)線 ModBus 從機(jī)電路中， PC4 為低電平，那么加在 第 - - 頁(yè) 8 8 /LED2 上的 5V正向電壓就將形成從高到底的流向而使 LED2 亮，反之為滅 while(1) /死循環(huán)開(kāi)始 PORTC = 0xFF； /使得 PC4 輸出高電平 delay(6000)； /延時(shí)約 200mS PORTC = 0xEF； /使得 PC4 輸出低電平 delay(6000)； /延時(shí)約 200mS /* /函數(shù)名： delay(unsigned int s) /輸入：時(shí)間 /輸出：無(wú) /功能描述：普通廷時(shí) ,內(nèi)部測(cè)試用 /* void delay(unsigned int s) unsigned int i； for(i=0； is； i+)； /for 循環(huán)語(yǔ)句 for(i=0； is； i+)； 第 - - 頁(yè) 9 9 7、招標(biāo)參數(shù) 設(shè)備清單及技術(shù)參數(shù) 序號(hào) 系統(tǒng)名稱(chēng) 設(shè)備 名稱(chēng) 數(shù)量 單位 主要技術(shù)參數(shù)及備注 1 無(wú)線ModBus實(shí)訓(xùn) 套件 硬件 資源 1 套 1、 無(wú)線 ModBus 主機(jī) *1 有線接口類(lèi)型： RS232， RS485； 接口速率： 1200115200bps； 接口輸入電壓： 512V； 工作電流： 350mA； 存儲(chǔ)溫度： 4080； 2、無(wú)線 ModBus 從機(jī) *1 接口類(lèi)型： RS232； 接口速率： 1200115200bps； 接口輸入電壓： 512V； 工作電流： 50mA； 存儲(chǔ)溫度： -40 80； 外形尺寸： 59*39mm； 傳感器分辨率：濕度 0.1%RH，溫度 0.1； 傳感器精度：濕度 2%RH，溫度 0.5； 傳感器量程：濕度 199%RH，溫度 -4080； 相應(yīng)時(shí)間：最小 2S； 3、 WiFi 模塊 *1 無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)： IEEE802.11b/g； 頻率范圍： 2.4122.484GHz； 接收靈敏度： -86dBm11Mbps -71dBm54Mbps； 調(diào)制方式： DSSS， OFDM， DBPSK， DQPSK， CCK，QAM16/64； 輸出功率： 18dbm802.11b， 15dbm802.11g； 第 - - 頁(yè) 10 10 無(wú)線接口： IPX； 網(wǎng)絡(luò)類(lèi)型： Infra/Adhoc ； 安全機(jī)制： WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK； 加密類(lèi)型： WEB64/WEP128/TKIP/CCMP； 工作模 式： 自動(dòng) /命令； 串口命令： AT+指令集； 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議： TCP/UDP/HTTP/ARP 等； 最大 Socket 連接： 15； 4、無(wú)線數(shù)傳模塊 *2 工作頻率：免費(fèi)的 ISM 頻段的 433MHz； 工作速率：最大 500kbps； 調(diào)制模式： 2-FSK、 GFSK、 MSK； 波特率： 120019200bps