RS485與GPRS構(gòu)成的異構(gòu)網(wǎng)在消防應(yīng)急電源系統(tǒng)中的應(yīng)用

0 引 言
    隨著住宅區(qū)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，要保證不管是本地還是遠(yuǎn)端電源終端都能被即時(shí)監(jiān)控和集中統(tǒng)一管理，只采用通信簡(jiǎn)單的近距離通信已不能滿(mǎn)足要求。為此該文提出將由RS 485及通用分組無(wú)線(xiàn)業(yè)務(wù)(General PacketRadio Service，GPRS)構(gòu)成的異構(gòu)網(wǎng)應(yīng)用到消防應(yīng)急電源系統(tǒng)中．采用通信方式簡(jiǎn)單且運(yùn)營(yíng)成本低的RS 485來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)近距離應(yīng)急電源(Emergency Power Supply，EPS)的監(jiān)控，而采用具有傳輸速率高、接入時(shí)間快、永遠(yuǎn)在線(xiàn)、計(jì)費(fèi)式靈活等優(yōu)點(diǎn)的GPRS通信來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)距離EPS終端的監(jiān)控。隨著通信網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，該系統(tǒng)的應(yīng)用前景會(huì)越來(lái)越好。

l 系統(tǒng)的整體架構(gòu)
    整個(gè)系統(tǒng)主要由應(yīng)急電源終端、通信模塊和主監(jiān)控端3部分組成。其總體架構(gòu)框圖如圖1所示。

監(jiān)控中心主要實(shí)現(xiàn)的功能為消防應(yīng)急電源管理、參數(shù)的顯示、遠(yuǎn)程控制和報(bào)警等。
    在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)一個(gè)小區(qū)中的所有的應(yīng)急電源進(jìn)行不重復(fù)編號(hào)。
    近距離監(jiān)控過(guò)程：監(jiān)控端PC機(jī)采用輪詢(xún)的方式，對(duì)總線(xiàn)上的消防應(yīng)急電源輪流進(jìn)行通訊。當(dāng)監(jiān)控端對(duì)一消防應(yīng)急電源發(fā)出請(qǐng)求后，消防應(yīng)急電源將自身的狀態(tài)(逆變狀態(tài)還是市電狀態(tài)，及有無(wú)故障等)和參量值等通信信號(hào)經(jīng)過(guò)RS 485總線(xiàn)送給監(jiān)控中心。這樣就可便于監(jiān)控端實(shí)時(shí)地掌握本地的EPS電源的工作情況，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)監(jiān)控端對(duì)這些電源的管理。
    遠(yuǎn)距離監(jiān)控過(guò)程：消防應(yīng)急電源通過(guò)GPRS模塊與基站通信，并且與接入服務(wù)器建立TCP連接。當(dāng)監(jiān)控中心主站向GPRS終端提出數(shù)據(jù)請(qǐng)求時(shí)，接入服務(wù)器會(huì)根據(jù)邏輯地址和其IP地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系找到該終端，然后將數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令發(fā)送給該終端，GPRS終端則將應(yīng)答數(shù)據(jù)發(fā)送給接入服務(wù)器，接入服務(wù)器將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給監(jiān)控中心主站。

2 通信硬件設(shè)計(jì)
2．1 RS 485通信接口電路設(shè)計(jì)
    接口電路圖如圖2所示。

消防應(yīng)急電源輸出的控制信號(hào)送到MAX485的2，3腳，而消防應(yīng)急電源的串行通信端分別與MAX485中的一組收發(fā)器對(duì)應(yīng)相連的，接到MAX485的1腳與4腳，MAX485的6，7腳輸出。電路中TVS1的作用是保護(hù)芯片，防止被損壞。
2．2 GPRS接口電路設(shè)計(jì)
    GPRS模塊采用重慶多邦科技發(fā)展有限公司提供的TP—G一01 GPRS通信模塊。TP—G—0l GPRS通信模塊是利用設(shè)備RS 232串口到GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)TCP／IP協(xié)議的雙向轉(zhuǎn)換傳輸設(shè)備，它實(shí)現(xiàn)了串口設(shè)備的快速無(wú)線(xiàn)聯(lián)網(wǎng)。TP—G—01具有實(shí)即插即用、實(shí)時(shí)在線(xiàn)、通信可靠、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)。

3 軟件設(shè)計(jì)
    GPRS通信流程圖如圖3所示。

部分代碼如下：

4 ModBus通信協(xié)議的設(shè)計(jì)
    在本設(shè)計(jì)中，監(jiān)控端與EPS電源終端間采用的通信協(xié)議為ModBus(Modicon公司為其PLC與主機(jī)之間的通訊而發(fā)明的串行通訊協(xié)議)通信協(xié)議，且采用的通信模式是RTU。其發(fā)送的請(qǐng)求幀格式和收到請(qǐng)求后發(fā)送的響應(yīng)幀格式如下：
    發(fā)送的請(qǐng)求幀格式：

得到請(qǐng)求后發(fā)送的響應(yīng)幀格式：

其中“數(shù)據(jù)長(zhǎng)度”就是“響應(yīng)數(shù)據(jù)”的實(shí)際字節(jié)數(shù)。
    (1)參數(shù)讀取
    主控機(jī)讀取各個(gè)EPS逆變電源的參數(shù)數(shù)據(jù)。
    主→從：Addr，Ox03，0x55，CRCl6；
    從→主：Addr，0x03，len，data[len]，CRCl6；
    Data[len]：市電電壓、電池電壓、逆變電壓等。
    (2)參數(shù)設(shè)定
    對(duì)各個(gè)EPS逆變電源的報(bào)警、控制參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。
    主→從：Addr，Ox06，len，data[len]，CRCl6；
    從→主：Addr，0x06，0xaa，CRCl6；
    Data[1en]：電流過(guò)流值、電池欠壓值、市電過(guò)欠壓值等。
    (3)在線(xiàn)查詢(xún)
    查詢(xún)對(duì)應(yīng)地址的EPS電源是否在線(xiàn)。
    主→從：Addr，0xoa，0x55，CRCl6；
    從→主：Addr，OxOa，len，data[len]，CRCl6；
    Data[1en]：返回程序版本。