物联网技术日益发展，其各项技术逐渐被应用到各个行业，下面介绍一种基于RS-485的通信接口方法。
1 网络配置
原料码头分为引桥(长1700米)、主码头(长640米)和副码头(长430米)。呈反F形态，由855根钢桩支撑。每根钢桩分二或三段加以阴极保护电流以防腐蚀。阴极保护电流总数可达2565路。为实时监测阴极保护电流的变化，在码头各点安装电流检测装置57台、参比电压检测装置1台(以下称从节点)，每台最大检测48路电流或64路电压，通过RS-485网络向电气控制室的PC机(以下称主节点)传送数据或由主节点设置各个从节点的工作状态。
RS-485网络拓扑一般采用终端匹配的总线型结构，不支持环形或星型结构。根据本系统中的反F形状的特点，网络拓扑结构采用了三条总线分别将各个从节点串接起来，再用两个集线器整合为一条总线与主节点相连、实现网络的合理布局。集线器同时又有中继器的作用，延长了通信距离。理论上可以串接8个集线器，通信距离可达9.6公里。
详见网络连接图。(图一)
图一
2 数据编码和通信协议
串行通信的格式是：8位数据位，1位启动位，1位停止位，无校验位，通信速率是9600bps。
为了避免数据代码和命令代码冲突而引起通信混乱，通信代码都采用ASIIC码的编码形式。由于本系统中数据代码只有数值数据，0～9，A～F除外的字符都可以用作命令代码。假如数据代码中有文本数据的话，就必须用ASIIC码表内的非打印字符作为命令代码。
在一个主节点和多个从节点构成的总线式网络中，采取主从应答方式由主节点发起并控制网上的每一次通信。每个从节点有一个识别地址，只有收到与自己地址匹配的数据帧时，才有相应的处理，并向主节点应答结果。
该系统中主要有四个通信过程，从节点发送电流或电压数据、对从节点的采集通道启用或禁用设置、电流和电压的上、下限数据设置以及对从节点的时钟校对。据此定义相应的网络协议如下：
帧格式定义：
* 命令代码：见下表
* 地址：为从节点地址，有效范围是1～254。其中256为广播地址。
* 校验码：采用累加和校验，校验码仅取各字节之和的低字节。
* 长度：数据段的字节长度
* 数据段：时钟校对过程时，为年、月、日、时、分、秒、周共8个字节。
发送电流或电压数据时，为i (0≦i≦47)开始的8组采集数据，每组数据为4个字节。
采集通道启用或禁用设置时，为6个字节，分别表示48路采集通道的状态，其中1表示启用，0表示禁用。
在广播方式时(地址为256)，为电流和电压的上、下限数据共8个字节。
* 响应帧：通过校验后，将接受帧中的命令代码改写为V，回送给主节点进行二次确认，保证数据传送无误。
3 软件流程和程序清单
为保证通信畅通和从节点的本地事务顺利执行，设计了限时退出的通信方法，既在收到与自己地址不匹配的数据帧时，临时关闭通信口。这样既保证了本地事务的执行时间，又可避免从节点常在网上可能引起的双向干扰。因此在上、下位机的软件设计中采用二次检错、重发和限时退出并重新握手建立连接等通信机制。现场调试中发现，在某些节点工作异常，甚至通信网络完全瘫痪的情况下其他各节点也能独立完成数据采集、异常报警和实时数据存储等本地事务。一旦故障节点排除，既可恢复通信。
* 软件流程如下：
* 软件实现和主要程序清单：
在处理器内留出以COM_REG为首地址的寄存器组，用来存放接受或发送的一帧数据包，并以COM_REG_CUNT寄存器作为一帧数据长度的计数器，利用循环结构很容易编制一帧数据包的收发通用程序了
TRANS_485： ;收发通用程序
BCF RC,R485_P ;开启485通信口。
_DELAY D‘3‘
MOVLW COM_REG
MOVWF FSR
MOVLW COM_REG_CUNT
MOVWF COUNT
CALL RS_HEX_IN ;一个字节收发子程序。
BTFSC SYS_FLAGE,CONMM_ERR ;通信错误状态标准位。
RETURN
MOVWF INDF
INCF FSR
DECFSZ COUNT
GOTO $-6
RETURN
＊ 其他主要子程序：
XIAO_SUB ;校验和子程序
CLRF TEMP
MOVF INDF,W
ADDWF TEMP
INCF FSR
DECFSZ COM_REG_CUNT
GOTO $-4
RETURN
ASCH ; ASIIC码转化程序
MOVWF TEMP
MOVLW D‘48‘
SUBWF TEMP,W
BTFSS STATUS,C
RETLW 0H
MOVLW D‘71‘
SUBWF TEMP,W
BTFSC STATUS,C
RETLW 0H
MOVLW 41H ;D‘65‘——A
SUBWF TEMP,W
BTFSC STATUS,C
GOTO ASCH_A_Z
CLRF C
MOVLW 30h ;D‘48‘——0
SUBWF TEMP,W
RETURN
ASCH_A_Z
CLRF C
OVLW 37H ;D‘55‘——7
SUBWF TEMP,W
RETURN
＊ 主节点相关界面见图2、图3。
4 结束语
在两年多24小时不间断运行中，通信过程始终处于稳定、畅通的工作状态。为整个系统的可靠运行提供了坚实的基础，完全满足了用户的要求和设计指标。
该系统的使用，提高了巡检人员的工作效率和工作条件。对于及时、准确地了解整个防腐工程的现状，早期隐患（如有异物缠绕、参比电极的早期失效等）的发现都起到了非常重要的作用。同时把该领域内的监测水平迅速提高到和国际接轨、国内领先的位置。
创新观点：提出了利用RS485集线器可以构成星型网络拓扑结构。软件设计时采用二次检错、限时退出并重新握手建立连接等通信机制。这样既保证了本地事务的执行时间，又可避免从节点常在网上可能引起的双向干扰。 ------ by 王明衍
