9.3无线ModBus实训套件方案20140114

无线 ModBus 实训套件 应用 方案 广州飞瑞敖电子科技有限公司 网址： 地址：广州市番禺区番禺大道北 555号节能科技园天安科技创业大厦 101室 办公电话：/22883231/22883198 邮编： 511400 目 录 1产品简介 . 1 2产品优势及特点 . 1 3产品实物图 . 2 4产品功能介绍 . 3 5、实验内容 . 4 6、实验例程 . 5 7、招标参数 . 9 1 产品 简介 广州飞瑞敖电子科技有限公司 IOT-S01-09型无线 ModBus实训套件为学习者提供了一整套从动手焊接、设备调试工到代码编写完全自主进行的实训产品。系统基于 433M 无线数传模块和无线 ModBus 协议，让学习者对无线网络搭建和无线网络通信协议有一个清晰的概念。无线 ModBus 实 训套件即可单独完成单片机、433M 无线通信、了解 ModBus 协议数据帧格式等实验功能；也可联合物联网工程信息平台完成物联网三层架构的整体实验、 WIFI 通信等。 无线 ModBus 实训套件应用拓扑图 2 产品 优势及特点 物联网工程专业本身是一个硬件、软件、通信等诸多技术相结合的专业，针对现在学生在学习过程中普遍存在的重软轻硬的现象， 无线 ModBus 实训套件 可以让学生用配套 的电子元器件、 PCB 电路板根据实验指导书一步步地完成 ModBus 主机和 ModBus 从机两个电子设备的软硬件综合设计，从而实现对无线通 信、 ModBu 协议以及 物联网技术的充分学习。 系统改变了传统的理念教学加简单验证实验的教学模式，让学习者深入 第 - - 页 2 2 了解技术细节，剖析技术原理； 实验过程充分调动了学习者的思想，培养了学习者的动手能力，提高了学习者的学习兴趣； 实验过程与实际结合紧密，从实际职业需求出发，让学习者可以提前感受实际的工作，进一步明确了学习目的，提升了学习效率； 开放性设计，系统可作为老师和学生的科研实践设备。 3产品实物图 无线 ModBus 实训套件主机整装图 RS485 通信接口及外部DC5V 接口 WiFi 模块 外部 DC5V电源口 433MHz 模块 电源指示灯 WiFi 工作指示灯 WiFi 启动OK 指示灯 CPU 接收到数据指示灯 ISP 下载口 通信选择开关 RS232& RS485 选择开关 RS232 通信接口 备用按键 第 - - 页 3 3 无线 ModBus 实训套件从机整装图 4 产品 功能 介绍 多接口数据转发功能： IOT-S01-09 型无线 ModBus 实训套件 最终搭建起来的网络拓扑结构（数据流向） ， ModBus 从机上的温湿度传感器采集环境中的温湿度数据通过 433MHz 无线方式传递给 Modbus 主机，主机从自身的 433MHz 接口处获取数据将其通过 WiFi 转发至上位机。 除此之外，通过调节 ModBus 主机上的“通信选择开关”和“ RS232&RS485选择开关” 可以实现 RS232、 RS485、 WiFi 模块以及 433MHz 模块的两两间数据通信 ，具体开关示意如表 1 所示 通信选择开关 RS232&RS485 选择开关 通路 左 左 433MHz 模块与 RS232 实现通路 左 右 433MHz 模块与 RS485 实现通路 右 左 WiFi 模块与 RS232 实现通路 右 右 WiFi 模块与 RS485 实现通路 通信及电源接口：可选 RS232或者 RS485 ISP 下载口 433MHz 模块 温湿度传感器AM2302 按键： 通信指示灯 电源指示灯 第 - - 页 4 4 中 任意 WiFi 模块与 433MHz 模块实现通路 表 1 ModBus 主机通信表 硬件电路设计及焊接技能的显著提高： 由资深硬件工程师编写的实验“电路原理图介绍及电路板焊接实验”手把手的告诉用户电路设计和实物焊接当中需要的注意事项，能够显著提高学生该方面的能力 5、实验内容 实训套 件涵盖了硬件电路的焊接、主流单片机（ AVR 单片机）的基本操作、433MHz 无线芯片 CC1101 的基本操作、温湿度传感器的数据读取、 ModBus 协议的学习与应用等实验内容，从各方面提高学习者的能力。 具体实验如下： 实验 1、 电路原理图介绍及电路板焊接实验 实验 2、 AVR 单片机 IO 口实验 实验 3、 AVR 单片机定时器及中断实验 实验 4、 串口通信实验 实验 5、 433MHz 无线通信实验 实验 6、 温湿度传感器实验 实验 7、 基于 ModBus 协议的无线温湿度采集实验 第 - - 页 5 5 6、 实验例程 6.1 实验 2、 AVR 单片机 IO 口实验 6.1.1 实验目的 1.学习 ATMEL 公司的 AVR 单片机基本知识。 2.学习 AVR 单片机的 I/O 口操作。 6.1.2 实验步骤 Step 1 I/O 端口介绍 ATmega8 的 I/O 端口都具有一读一改一写的功能，也即当我们用指令改变某些引脚的方向时不会无意地改变其他引脚的方面。输出缓冲器具有对称的驱动能力，可以输出或者吸收大电流，可以直接驱动 LED。所有的端口引脚具有与电源无关的上拉电阻。每个端口都有三个 I/O 存储器地址：数据寄存器（ PORTx)、数据方向寄存器（ DDRx）和端口输 入引脚（ PINx)，其中小写“ x”表示端口的序号。 数据寄存器和数据方向寄存器为读 /写寄存器，而端口输入寄存器为只读寄存器，但是要特别注意的是对于 PINx 寄存器某一位写入逻辑“ 1”将造成数据寄存器相应位的数据发生“ 0”和“ 1”的交替变化。当寄存器 MCUCR 的上拉禁止位 PUD置位时，所有端口引脚的上拉电阻都被禁止。 Step 2 配置引脚介绍 每个端口引脚都具有 3 个寄存器： 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 用来选择引脚的方向， DDxn 为“ 1”时， Pxn 配置为输出，否则配置为输入。引脚配置为输入时，若 PORTxn 为“ 1”，上拉电阻将使能。如果需要关闭这个上拉电阻，可以将 PORTxn 清零，或者将这个引脚配置为输出。另外有部分引脚是有第二功能的。 Step 3 配置引脚说明 DDRx 为端口方向寄存器，当 DDRx 的某一位置 1时相应的引脚作为输出使用，反之设为 0时则为输入。 DDRB = 0x0F； /此语句把 PB 端口的 PB0PB3 设为输出， PB4PB7 设为输入。 PORTx 为端口数据寄存器，如果引脚设为输出 ，则对 PORTx 进行写操作即改变引脚的输出值。 第 - - 页 6 6 DDRB = 0xFF； /将 PB 端口的 PB0PB7 位设为输出 PORTB = 0x33； /PB 口输出 0011 0011 DDRB = 0x00； /将 PB 口的全部端口设为输入 PORTB = 0xF0； /PB0PB3 位不设上拉，无信号输入时处于高阻态。 PB4PB7 位设为上拉， /无信号输入时处于高电平。 PINx 是相应的端口输入引脚地址。如果希望读取引脚的逻辑电平值，一定要读取 PINx,而不是 PORTx。注意： PINx 是只读的，不能赋值。 DDRB = 0x00； /设置 PB 口的 PB0PB7 为输入 PORTB = 0xFF； /PB 口全部设为上拉，无信号输入时处于高电平 Data = PINB； /将 PB 口的引脚信号读入到变量 Data 中 下面简述如果对 PB 口的某一个引脚进行 C 语言的设置方法 PORTB = (1 PB7) | ( ）（ ）（ PB0)； / 定义上拉电阻和设置高电平输出 DDRB = (1 DDB3) | (1 ）（ ）（ ）； 定义口的端口引脚方向 Step 4 实验代码解析 本实验代码实现 PC4 端口间隔约 200mS 的闪烁。电路如下图所示： #include Config.h /包含自定义的头文件 /* * 晶振频率 ：选取用 RC 8MHz * 文件名 ： Main.c * 功能说明 ： AVR 的 IO口演示实验 第 - - 页 7 7 * 制作 ： * 技术支持 ：QQ ： 1329958919 * 变更记录 ： 2013.01.10 * 变更内容 ：新建造 */ void delay(unsigned int s)； /声明 delay 函数，注意如果函数在 main 函 /数以后实现的话一般在 main 函数之前声明， /即函数 是先声明后使用；如果你把函数的实现 /放在 main 之前则可以不用再声明 /* /函数名： main(void) /输入：无 /输出：无 /功能描述：实现 ATmega8 的 PC4 端连接的 LED 间隔闪烁，演示 IO 口操作 /* void main(void) DDRC = 0xff； /定义 PC 口的全部端口为输出 1111 1111 PORTC = 0xEf； /定义 PC 口初始化为 1110 1111 其中 PC4 为 0，即低电 /平 ,/无线 ModBus 从机电路中， PC4 为低电平，那么加在 第 - - 页 8 8 /LED2 上的 5V正向电压就将形成从高到底的流向而使 LED2 亮，反之为灭 while(1) /死循环开始 PORTC = 0xFF； /使得 PC4 输出高电平 delay(6000)； /延时约 200mS PORTC = 0xEF； /使得 PC4 输出低电平 delay(6000)； /延时约 200mS /* /函数名： delay(unsigned int s) /输入：时间 /输出：无 /功能描述：普通廷时 ,内部测试用 /* void delay(unsigned int s) unsigned int i； for(i=0； is； i+)； /for 循环语句 for(i=0； is； i+)； 第 - - 页 9 9 7、招标参数 设备清单及技术参数 序号 系统名称 设备 名称 数量 单位 主要技术参数及备注 1 无线ModBus实训 套件 硬件 资源 1 套 1、 无线 ModBus 主机 *1 有线接口类型： RS232， RS485； 接口速率： 1200115200bps； 接口输入电压： 512V； 工作电流： 350mA； 存储温度： 4080； 2、无线 ModBus 从机 *1 接口类型： RS232； 接口速率： 1200115200bps； 接口输入电压： 512V； 工作电流： 50mA； 存储温度： -40 80； 外形尺寸： 59*39mm； 传感器分辨率：湿度 0.1%RH，温度 0.1； 传感器精度：湿度 2%RH，温度 0.5； 传感器量程：湿度 199%RH，温度 -4080； 相应时间：最小 2S； 3、 WiFi 模块 *1 无线标准： IEEE802.11b/g； 频率范围： 2.4122.484GHz； 接收灵敏度： -86dBm11Mbps -71dBm54Mbps； 调制方式： DSSS， OFDM， DBPSK， DQPSK， CCK，QAM16/64； 输出功率： 18dbm802.11b， 15dbm802.11g； 第 - - 页 10 10 无线接口： IPX； 网络类型： Infra/Adhoc ； 安全机制： WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK； 加密类型： WEB64/WEP128/TKIP/CCMP； 工作模 式： 自动 /命令； 串口命令： AT+指令集； 网络协议： TCP/UDP/HTTP/ARP 等； 最大 Socket 连接： 15； 4、无线数传模块 *2 工作频率：免费的 ISM 频段的 433MHz； 工作速率：最大 500kbps； 调制模式： 2-FSK、 GFSK、 MSK； 波特率： 120019200bps