9.3無線ModBus實訓(xùn)套件方案20140114

無線 ModBus 實訓(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)品簡介 . 1 2產(chǎn)品優(yōu)勢及特點 . 1 3產(chǎn)品實物圖 . 2 4產(chǎn)品功能介紹 . 3 5、實驗內(nèi)容 . 4 6、實驗例程 . 5 7、招標(biāo)參數(shù) . 9 1 產(chǎn)品 簡介 廣州飛瑞敖電子科技有限公司 IOT-S01-09型無線 ModBus實訓(xùn)套件為學(xué)習(xí)者提供了一整套從動手焊接、設(shè)備調(diào)試工到代碼編寫完全自主進(jìn)行的實訓(xùn)產(chǎn)品。系統(tǒng)基于 433M 無線數(shù)傳模塊和無線 ModBus 協(xié)議，讓學(xué)習(xí)者對無線網(wǎng)絡(luò)搭建和無線網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有一個清晰的概念。無線 ModBus 實 訓(xùn)套件即可單獨完成單片機(jī)、433M 無線通信、了解 ModBus 協(xié)議數(shù)據(jù)幀格式等實驗功能；也可聯(lián)合物聯(lián)網(wǎng)工程信息平臺完成物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)的整體實驗、 WIFI 通信等。 無線 ModBus 實訓(xùn)套件應(yīng)用拓?fù)鋱D 2 產(chǎn)品 優(yōu)勢及特點 物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)本身是一個硬件、軟件、通信等諸多技術(shù)相結(jié)合的專業(yè)，針對現(xiàn)在學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中普遍存在的重軟輕硬的現(xiàn)象， 無線 ModBus 實訓(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)實驗指導(dǎo)書一步步地完成 ModBus 主機(jī)和 ModBus 從機(jī)兩個電子設(shè)備的軟硬件綜合設(shè)計，從而實現(xiàn)對無線通 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)加簡單驗證實驗的教學(xué)模式，讓學(xué)習(xí)者深入 第 - - 頁 2 2 了解技術(shù)細(xì)節(jié)，剖析技術(shù)原理； 實驗過程充分調(diào)動了學(xué)習(xí)者的思想，培養(yǎng)了學(xué)習(xí)者的動手能力，提高了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣； 實驗過程與實際結(jié)合緊密，從實際職業(yè)需求出發(fā)，讓學(xué)習(xí)者可以提前感受實際的工作，進(jìn)一步明確了學(xué)習(xí)目的，提升了學(xué)習(xí)效率； 開放性設(shè)計，系統(tǒng)可作為老師和學(xué)生的科研實踐設(shè)備。 3產(chǎn)品實物圖 無線 ModBus 實訓(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OK 指示燈 CPU 接收到數(shù)據(jù)指示燈 ISP 下載口 通信選擇開關(guān) RS232& RS485 選擇開關(guān) RS232 通信接口 備用按鍵 第 - - 頁 3 3 無線 ModBus 實訓(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 型無線 ModBus 實訓(xùn)套件 最終搭建起來的網(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 433MHz 無線方式傳遞給 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 WiFi 轉(zhuǎn)發(fā)至上位機(jī)。 除此之外，通過調(diào)節(jié) ModBus 主機(jī)上的“通信選擇開關(guān)”和“ RS232&RS485選擇開關(guān)” 可以實現(xiàn) RS232、 RS485、 WiFi 模塊以及 433MHz 模塊的兩兩間數(shù)據(jù)通信 ，具體開關(guān)示意如表 1 所示 通信選擇開關(guān) RS232&RS485 選擇開關(guān) 通路 左 左 433MHz 模塊與 RS232 實現(xiàn)通路 左 右 433MHz 模塊與 RS485 實現(xiàn)通路 右 左 WiFi 模塊與 RS232 實現(xiàn)通路 右 右 WiFi 模塊與 RS485 實現(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 4 4 中 任意 WiFi 模塊與 433MHz 模塊實現(xiàn)通路 表 1 ModBus 主機(jī)通信表 硬件電路設(shè)計及焊接技能的顯著提高： 由資深硬件工程師編寫的實驗“電路原理圖介紹及電路板焊接實驗”手把手的告訴用戶電路設(shè)計和實物焊接當(dāng)中需要的注意事項，能夠顯著提高學(xué)生該方面的能力 5、實驗內(nèi)容 實訓(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)用等實驗內(nèi)容，從各方面提高學(xué)習(xí)者的能力。 具體實驗如下： 實驗 1、 電路原理圖介紹及電路板焊接實驗 實驗 2、 AVR 單片機(jī) IO 口實驗 實驗 3、 AVR 單片機(jī)定時器及中斷實驗 實驗 4、 串口通信實驗 實驗 5、 433MHz 無線通信實驗 實驗 6、 溫濕度傳感器實驗 實驗 7、 基于 ModBus 協(xié)議的無線溫濕度采集實驗 第 - - 頁 5 5 6、 實驗例程 6.1 實驗 2、 AVR 單片機(jī) IO 口實驗 6.1.1 實驗?zāi)康?1.學(xué)習(xí) ATMEL 公司的 AVR 單片機(jī)基本知識。 2.學(xué)習(xí) AVR 單片機(jī)的 I/O 口操作。 6.1.2 實驗步驟 Step 1 I/O 端口介紹 ATmega8 的 I/O 端口都具有一讀一改一寫的功能，也即當(dāng)我們用指令改變某些引腳的方向時不會無意地改變其他引腳的方面。輸出緩沖器具有對稱的驅(qū)動能力，可以輸出或者吸收大電流，可以直接驅(qū)動 LED。所有的端口引腳具有與電源無關(guān)的上拉電阻。每個端口都有三個 I/O 存儲器地址：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“ x”表示端口的序號。 數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)方向寄存器為讀 /寫寄存器，而端口輸入寄存器為只讀寄存器，但是要特別注意的是對于 PINx 寄存器某一位寫入邏輯“ 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，所有端口引腳的上拉電阻都被禁止。 Step 2 配置引腳介紹 每個端口引腳都具有 3 個寄存器： 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 用來選擇引腳的方向， DDxn 為“ 1”時， Pxn 配置為輸出，否則配置為輸入。引腳配置為輸入時，若 PORTxn 為“ 1”，上拉電阻將使能。如果需要關(guān)閉這個上拉電阻，可以將 PORTxn 清零，或者將這個引腳配置為輸出。另外有部分引腳是有第二功能的。 Step 3 配置引腳說明 DDRx 為端口方向寄存器，當(dāng) DDRx 的某一位置 1時相應(yīng)的引腳作為輸出使用，反之設(shè)為 0時則為輸入。 DDRB = 0x0F； /此語句把 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 PORTx 進(jìn)行寫操作即改變引腳的輸出值。 第 - - 頁 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，無信號輸入時處于高阻態(tài)。 PB4PB7 位設(shè)為上拉， /無信號輸入時處于高電平。 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，無信號輸入時處于高電平 Data = PINB； /將 PB 口的引腳信號讀入到變量 Data 中 下面簡述如果對 PB 口的某一個引腳進(jìn)行 C 語言的設(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 實驗代碼解析 本實驗代碼實現(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 * 功能說明 ： AVR 的 IO口演示實驗 第 - - 頁 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)的實現(xiàn) /放在 main 之前則可以不用再聲明 /* /函數(shù)名： main(void) /輸入：無 /輸出：無 /功能描述：實現(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 ,/無線 ModBus 從機(jī)電路中， PC4 為低電平，那么加在 第 - - 頁 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)開始 PORTC = 0xFF； /使得 PC4 輸出高電平 delay(6000)； /延時約 200mS PORTC = 0xEF； /使得 PC4 輸出低電平 delay(6000)； /延時約 200mS /* /函數(shù)名： delay(unsigned int s) /輸入：時間 /輸出：無 /功能描述：普通廷時 ,內(nèi)部測試用 /* void delay(unsigned int s) unsigned int i； for(i=0； is； i+)； /for 循環(huán)語句 for(i=0； is； i+)； 第 - - 頁 9 9 7、招標(biāo)參數(shù) 設(shè)備清單及技術(shù)參數(shù) 序號 系統(tǒng)名稱 設(shè)備 名稱 數(shù)量 單位 主要技術(shù)參數(shù)及備注 1 無線ModBus實訓(xùn) 套件 硬件 資源 1 套 1、 無線 ModBus 主機(jī) *1 有線接口類型： RS232， RS485； 接口速率： 1200115200bps； 接口輸入電壓： 512V； 工作電流： 350mA； 存儲溫度： 4080； 2、無線 ModBus 從機(jī) *1 接口類型： RS232； 接口速率： 1200115200bps； 接口輸入電壓： 512V； 工作電流： 50mA； 存儲溫度： -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)時間：最小 2S； 3、 WiFi 模塊 *1 無線標(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 10 10 無線接口： IPX； 網(wǎng)絡(luò)類型： Infra/Adhoc ； 安全機(jī)制： WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK； 加密類型： WEB64/WEP128/TKIP/CCMP； 工作模 式： 自動 /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、無線數(shù)傳模塊 *2 工作頻率：免費的 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