DT2電子經(jīng)緯儀串行端口技術(shù)

楊永忠

(中國電子科技集團(tuán)公司第39研究所,陜西西安 710065)

DT2電子經(jīng)緯儀串行端口技術(shù)

楊永忠

(中國電子科技集團(tuán)公司第39研究所,陜西西安 710065)

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是各行業(yè)不斷努力的方向。2O年前,工程測(cè)量用的經(jīng)緯儀逐漸從機(jī)械式升級(jí)為電子式,DT2電子經(jīng)緯儀就是與光學(xué)相結(jié)合的電子式測(cè)量設(shè)備,是早期電子經(jīng)緯儀的代表。與傳統(tǒng)經(jīng)緯儀不同的是它提供了串行通訊端口,通過端口可以方便的連接計(jì)算機(jī)并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本文著重介紹DT2電子經(jīng)緯儀串行通訊口的特點(diǎn)、參數(shù)以及在自動(dòng)化中的應(yīng)用。

自動(dòng)化 串行通訊 經(jīng)緯儀

1　前言

隨著技術(shù)不斷升級(jí)，帶數(shù)據(jù)傳輸端口的經(jīng)緯儀逐漸成為主流。日本SOKKIA公司的DT2電子經(jīng)緯儀就是早期的代表。與傳統(tǒng)的經(jīng)緯儀最大的不同就是它提供了一個(gè)RS-232串行端口。在了解了該設(shè)備的端口特性后可以方便的與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互，通過開發(fā)的軟件記錄及處理數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)量自動(dòng)化。

2　特點(diǎn)及參數(shù)

DT2經(jīng)緯儀串口通訊參數(shù)及特點(diǎn)如下:

(1)儀器安裝水平度未達(dá)到要求不傳輸數(shù)據(jù);

(2)工作電壓不正常時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及正確性得不到保證;

(3)傳輸距離超過15米時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及正確性得不到保證;

(4)工作環(huán)境存在強(qiáng)烈的電氣干擾時(shí)數(shù)據(jù)傳輸及正確性得不到保證;

(5)不提供硬件上的流量控制;

(6)輸出數(shù)據(jù)樣式:0000000 0000000 0000000;

(分別表示方位及俯仰的角度數(shù)值，以度、分、秒方式表示。)

(7)數(shù)據(jù)的傳輸速度(Baud Rate):1200bps;

(8)數(shù)據(jù)的傳輸單位 (Data Bit):8;

(9)起始位及停止位(Start/stop Bit):1;

(10)校驗(yàn)位的檢查 (Parity):None。

3　特點(diǎn)及參數(shù)的分析與解讀

DT2電子經(jīng)緯儀使用9針串行通訊接口，但在向計(jì)算機(jī)傳輸數(shù)據(jù)時(shí)只有2、3、5三只管腳在起主導(dǎo)作用。如圖1所示。

圖1　管腳定義

圖2　信號(hào)傳輸

圖3　交握原理

圖4　傳輸格式

RS-232信號(hào)準(zhǔn)位是參考地線而來的。經(jīng)緯儀端參考接地端1來傳送數(shù)據(jù);計(jì)算機(jī)端參考接地端2還原傳送端的信號(hào)準(zhǔn)位。兩個(gè)接地端的電位相同時(shí)傳送與接收端的信號(hào)準(zhǔn)位相同，接收的數(shù)據(jù)正確。但在傳輸過程中經(jīng)常有電磁干擾進(jìn)入傳輸線路，原始信號(hào)加上干擾信號(hào)疊加后傳送到接收端，同時(shí)地線部分的信號(hào)被地準(zhǔn)位平均掉了，因此接收到的信號(hào)發(fā)生了扭曲，數(shù)據(jù)產(chǎn)生了誤差。同理，過長的傳輸線也會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，見圖2。

因此DT2電子經(jīng)緯儀在工作及傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，要求遠(yuǎn)離電氣干擾，同時(shí)傳輸距離建議不超過15米。

DT2電子經(jīng)緯儀與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)的雙方利用傳輸線上的電壓改變來達(dá)到數(shù)據(jù)交換的目的，但如何從不斷改變的電壓狀態(tài)中解讀信息就需要雙方共同決定才行。對(duì)于DT2經(jīng)緯儀而言就是通訊端口的初始化。

DT2電子經(jīng)緯儀和計(jì)算機(jī)之間的傳輸屬于全雙工異步傳輸，雙方?jīng)]有一個(gè)參考的同步脈沖作為基準(zhǔn)。要使雙方的數(shù)據(jù)傳送和讀取正常，計(jì)算機(jī)的接收速度必須和經(jīng)緯儀的傳送速度保持一致。否則讀取的數(shù)據(jù)不正確。1200bps就代表了端口的傳送速度，它表示每秒鐘產(chǎn)生的最大電壓狀態(tài)改變率(波特率)。

串行通訊所傳送的數(shù)據(jù)通常是字符型。工業(yè)界使用到的有ASCII字符碼及JIS字符碼。ASCII碼使用8位形成一個(gè)字符，JIS碼使用7位形成一個(gè)字符。DT2型電子經(jīng)緯儀使用ASCII碼進(jìn)行傳輸，傳送單位為8。

由于異步傳輸沒有使用同步脈沖做基準(zhǔn)，因此接收端不知道傳送端何時(shí)開始和停止傳送。因此傳送端會(huì)在送出字符的前后加上高電位的起始位和低電位的停止位。也就是在傳數(shù)據(jù)之前升高電位，傳完數(shù)據(jù)后降低電位。接收端會(huì)因起始位的觸發(fā)而接收數(shù)據(jù)，因電壓的降低而確定接收數(shù)據(jù)結(jié)束。DT2電子經(jīng)緯儀將起始位定義為1位，停止位不做要求。

為預(yù)防錯(cuò)誤的產(chǎn)生，采用核對(duì)碼對(duì)傳輸數(shù)據(jù)字符碼中1的數(shù)目

············進(jìn)行奇數(shù)或偶數(shù)的判斷，這種判斷稱做奇校驗(yàn)(Odd Parity)或偶校驗(yàn)(Even Parity)。核對(duì)碼就是我們常說的校驗(yàn)碼。DT2電子經(jīng)緯儀不使用校驗(yàn)位檢查。

數(shù)據(jù)傳送時(shí)，傳送速度若大于接收速度，則接收端的緩沖區(qū)必然會(huì)在一定時(shí)間后溢出，造成數(shù)據(jù)漏失。欲解決這一問題，必須使接收端告訴傳送端何時(shí)傳送何時(shí)停止，做到流量控制，稱做交握(Handshaking)。交握分硬件交握和軟件交握。DT2電子經(jīng)緯儀在計(jì)算機(jī)一端進(jìn)行軟件交握(Software HandShaking)設(shè)置，也就是以數(shù)據(jù)線上的信號(hào)來代替實(shí)際的硬件線路。DT2電子經(jīng)緯儀在軟件交握中使用XON/XOFF協(xié)議，接收端要求傳輸數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)出一個(gè)ASCII第17號(hào)字符，而要停止傳送時(shí)發(fā)出一個(gè)ASIIC第19號(hào)字符，兩個(gè)字符的交替使用就可以控制數(shù)據(jù)的正常的傳輸，見圖3。

通過以上的原理分析及介紹，我們初步了解了電子經(jīng)緯儀的通訊參數(shù)如下:1200bps，None，8，1。

數(shù)據(jù)傳輸格式表示如圖4所示。

4　在自動(dòng)化中的應(yīng)用

常規(guī)的機(jī)械經(jīng)緯儀使用都是人工讀取數(shù)據(jù)，手工記錄，手工整理及計(jì)算，這些工作數(shù)據(jù)量大，讀數(shù)、記錄、計(jì)算需要多人配合且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且常常在報(bào)數(shù)及記數(shù)當(dāng)中產(chǎn)生差錯(cuò)。

利用帶有串口通訊功能的經(jīng)緯儀，針對(duì)測(cè)量物體的實(shí)際情況，開發(fā)專用測(cè)量軟件，通過計(jì)算機(jī)來操控儀器、通過軟件來傳輸測(cè)量數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析、處理，可以極大的提高測(cè)量工作的效率，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)同步傳輸、同步處理的自動(dòng)化。