通信网络工程课程设计任务书

1、课程设计任务书（指导教师填写）课程设计名称 通信网络工程 学生姓名 专业班级 设计题目 某流量计通信协议计算机模拟编程实现 一、 课程设计目的网络通信协议是为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定。通过本课程设计使学生加深网络通信协议有关知识和概念。掌握WINDOWS系统下串口接口使用；掌握网络通信协议中基本的程序模式掌握网络通信协议程序调试方法二、 设计内容、技术条件和要求具体流量计通讯协议使用WINDOWS操作系统使用java开发环境按附录通信协议说明编写一对相互通信的程序完成协议数据的组织、发送、接收、分析、鉴别 和回应每个学生必须完成不同类型数据的鉴别和一种类型数据回应三、 时间

2、进度安排第一周研究设计方案编写程序框架第二周设计具体程序上机调试完成所要求功能。四、 主要参考文献指导教师签字： 2011年 6 月 10 日附录1、主机系统通讯部件要求国际标准RS-485通讯接口部件，不小于10 Bytes 的通信缓冲区（FIFO），支持600、1200、2400、4800、9600、14400通讯波特率，支持半双工通讯模式。通讯程序应允许FIFO，从机要求主机FIFO不小于10Bytes。2、协议结构兰申L-mag CP V1.1协议遵从基本开放系统互连（OSI）参考模型，基本开放系统互连参照模型提供通讯系统基本结构和要素，但兰申L-mag CP V1.1协议使用简化的O

3、SI参照模型，仅采用1、2和7层。基本开放系统互连参考模型层号层名功能兰申L-magCP V1.17应用层L-magCP 命令6表示层5会话层4传输层3网络层2链路层数据链路连接L-mag CP Link1物理层设备连接RS-4853、兰申L-mag CP V1.1物理结构兰申L-mag电磁流量计的网络通讯接口在物理结构上采用电气隔离方式，隔离电压1500伏。通讯数据传输接口为半双工方式，标准通讯速率大于250khz，通讯方向转换时间3.5uS。通讯接口电气标准遵从RS-485国际标准。兰申L-mag CP V1.1协议可用于星型式网络结构和总线式网络结构。标准通讯连接介质为屏蔽双绞线。4、兰

4、申L-mag CP V1.1主机信息结构兰申L-mag CP V1.1协议为主从扫描式通讯协议，我们把计算机作为主机，把电磁流量计作为从机，每次通讯过程均由主机发起，然后从机进行响应，回传规定的信息，完成一次通讯过程。主机至从机信息结构从机地址编码（byte）数据分类命令(byte)主机发送至从机的信息由两字节组成，第一字节为从机地址，其编码：0-127（最高二进制位另有定义），第二字节为数据分类命令（下表定义）。从机通讯缓冲区（FIFO）为两字节，因此，主机发送至从机的两字节可连续发送，不必留时间间隔。从机工作在多机通讯方式，因此，主机应使用11位串行二进制数据格式，起始位 停止位0B0B1

5、B2B3B4B5B6B7B81 0、1分别为起始位和停止位，每字节都有。多机通讯不使用奇偶校验，将奇偶校验位（B8）作为多机通讯寻址标志使用。主机发送第一个字节时，奇偶校验位强制为1，发送第二个字节时，奇偶校验位强制为0。比如传输的是地址01H，则11位二进制数据格式为00000000111，如果为数据04H，则11位二进制数据格式为00000010001。数据分类命令命令编码命令定义命令编码命令定义00瞬时流量05反向流量累积值01瞬时流速06流量计报警状态02瞬时流量百分比07流量计管道直径03流体电导比（空管）08禁止流量累计04正向流量累积值09启动流量累计1013备用09连发六次切换

6、到设置状态数据分类命令指示从机回送的数据类型，数据分类命令编码：0-127，兰申L-mag CP V1.1 仅使用09号编码，其他编码暂时保留。5、兰申L-mag CP V1.1从机信息结构从机接受到主机命令信息后，按命令要求回传测量数据。从机响应信息数据结构从机地址命令D0D1D2D3D4D5校验和结束标志从机响应主机命令，回送10个字节数据，分为命令段、数据段、校验和、结束标志四部分。1)、命令段命令段由两字节组成：从机地址和数据分类命令，该段是将主机发来的信息直接返回，用于主机校验从机对主机传送信息中地址和命令响应的正确性。比如主机传输的是地址01H，二进制数据格式为00000001，地

7、址为01H的从机回传给主机他的地址01（二进制00000001）；如果主机传输的是数据04H， 二进制数据格式为00000100，地址相符的从机回传的也是04H，即00000100。2)、数据段由于流量计各测量数据长度、单位、符号等信息各不相同，因此，从机回传的数据段按各命令具体定义。（1）流量信息定义数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位流量测量数据，每字节表示两位十进制数，每字节表示的十进制数值范围：0-99。数据字节D4 D3 D2 D1 D0十进制位 B9B8 B7B6 B5B4 B3B2 B1B0主机恢复流量测量值十进制数据的算法：a) 流动方向将D4D3D2D1D0

8、恢复成十六进制数据 DATA_HEX；若：DATA_HEX = 80000000H 则 流动方向为负； b)原数据将DATA_HEX中的最高位（符号位）消掉，得到无符号原数据；即：原数据 = DATA_HEX 与 7FFFFFFFH;流量测量数据最大值为：99999 例如回传的五个字节数为00（D4），00（D3），01（D2），23（D1），45（D0）；则瞬时流量原数据为：100000000*00+1000000*00+10000*01+100*23+45=12345（十进制）80000000H的十进制为2147483648，123452147483648所以为正方向，如果数据比21474

9、83648大，用数据减去2147483648后加个负号既是反方向数值。 D5字节以段位方式定义流量单位、小数点位置：D5位定义D5的二进制位B7B6 B5 B4B3 B2 B1 B0位段定义0流量单位小数点位置流量单位定义：0-L/S（升/秒）；1-L/M（升/分）；2-L/H（升/时）；3-M3/S（立方米/秒）；4-M3/M（立方米/分）；5-M3/H（立方米/时）。流体方向定义：0-流体正向流动；1-流体反向流动。小数点位置：4 -00000；5 -00000；6 -00000；7 -00000；8 -00000；9 -00000；10 -00000 * 10；.13-00000 * 1

10、0000； 例如回传的是38H（D5），二进制为00111000，则单位为M3/S（立方米/秒），小数点位置为00000，则瞬时流量为1234.5 M3/S（立方米/秒）。（2）流速信息定义数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位流速测量数据，每字节表示两位十进制数，每字节表示的十进制数值范围：0-99。数据字节D4 D3 D2 D1 D0十进制位 B9B8 B7B6 B5B4 B3B2 B1B0主机恢复流速十进制数据的算法：a) 流动方向将D4D3D2D1D0 恢复成十六进制数据 DATA_HEX；若：DATA_HEX = 80000000H 则 流动方向为负； b)原数据将DA

11、TA_HEX中的最高位（符号位）消掉，得到无符号原数据；即：原数据 = DATA_HEX 与 7FFFFFFFH;流量测速数据最大值为：19.999例如回传的五个字节数为00（D4），00（D3），01（D2），23（D1），45（D0）；则瞬时流速原数据为：100000000*00+1000000*00+10000*01+100*23+45=12345（十进制）80000000H的十进制为2147483648，123452147483648所以为正方向，如果数据比2147483648大，用数据减去2147483648后加个负号既是反方向数值。D5无定义：流速单位固定：M/S（米/秒）；数点位

12、置固定：00000。因为小数点位置是00000，所以瞬时流速为12345/1000=12.345 M/S（米/秒）（3）流量百分比信息定义数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位流量百分比测量数据，每字节表示两位十进制数，每字节表示的十进制数值范围：0-99。数据字节D4 D3 D2 D1 D0十进制位 B9B8 B7B6 B5B4 B3B2 B1B0主机恢复流量百分比十进制数据的算法：a) 流动方向将D4D3D2D1D0 恢复成十六进制数据 DATA_HEX；若：DATA_HEX = 80000000H 则 流动方向为负； b)原数据将DATA_HEX中的最高位（符号位）消掉，得

13、到无符号原数据；即：原数据 = DATA_HEX 与 7FFFFFFFH;流量测量百分比数据最大值为：9999.9例如回传的五个字节数为00（D4），00（D3），00（D2），23（D1），45（D0）；则流量百分比原数据为：100000000*00+1000000*00+10000*00+100*23+45=2345（十进制）80000000H的十进制为2147483648， 23452147483648所以为正方向，如果数据比2147483648大，用数据减去2147483648后加个负号既是反方向数值。D5无定义：流体方向定义：0-流体正向流动；1-流体反向流动。流量百分比单位固定：数

14、点位置固定：0000.0因为小数点位置是0000.0，所以流量百分比为2345/10=234.5 （4）流体电导比信息定义数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位电导比测量数据，每字节表示两位十进制数。数据字节D4 D3 D2 D1 D0十进制位 B9B8 B7B6 B5B4 B3B2 B1B0主机恢复流体电导比十进制数据的算法：原数据 = 10000 * D2 + 100 * D1 + D0;流体电导比测量数据最大值为：9999例如回传的五个字节数为00（D4），00（D3），00（D2），23（D1），45（D0）；则流体电导比原数据为：10000*00+100*23+45=2

15、345（十进制）D5无定义。流体电导比单位固定：；小数点位置固定：0000。因为小数点位置是0000，所以流体电导比为2345 （5）正向流量累积信息定义数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成十位正向流量测量数据，每字节表示两位十进制数。数据字节D4 D3 D2 D1 D0十进制位 B9B8 B7B6 B5B4 B3B2 B1B0主机恢复流量十进制数据的算法：原数据 = 100000000 * D4 + 1000000 * D3 + 10000 * D2 + 100 * D1 + D0;流量累积数据最大值为：4294967296（十六进制0FFFFFFFFH）。例如回传的五个字节数为

16、00（D4），00（D3），01（D2），23（D1），45（D0）；则正向流量累积原数据为：100000000*00+1000000*00+10000*01+100*23+45=12345（十进制）D5字节以段位方式定义流量单位、小数点位置：D5字节位定义D5的二进制位B7 B6 B5 B4B3 B2 B1 B0位段定义无定义小数点位置及单位小数点位置及单位：0 - 1L；1 - 0.1L；2 - 0.01L；3 - 0.001L4 - 1m；5 - 0.1 m6 - 0.01 m7 - 0.001 m例如回传的是06H（D5），二进制为00000110，则小数点位置及单位为0.01 m，则

17、正向流量累积为123.45 m。（6）反向流量累积信息定义反向流量累积信息定义同正向流量累积信息定义。（7）报警状态信息定义数据段的D1、D0两个字节组成二进制报警状态。数据字节D4 D3 D2 D1 D0十进制位 无 定 义 BD6.BD0主机恢复报警状态二进制数据的算法：原数据（二进制） = D0;报警状态定义数据位BD7BD6BD5BD4BD3BD2BD1BD0定义0000励磁空管下限上限 例如回传的是02H（D0）,二进制为00000010,则报警状态为下限。（8）流量计管径信息定义数据段的D0字节指示流量计管径。管径定义 (单位mm)D0数值代表管径D0数值代表管径D0数值代表管径0

18、031420028160001615250291800021016300302000031517350312200042018400322400052519450332500063220500342600074021600352800085022700363000096523800108024900111002510001212526120013150271400例如回传的是02H（D0）,二进制为00000010,则管径为10mm。（9）禁止流量累积信息定义从机接到该命令后，立即停止流量累积，并回送命令认可信息。停止流量累积延续时间为20秒，20秒后从机自动恢复流量累积计算。因此，若想连续禁

19、止流量累积计算，必须以小于20秒的间隔，向从机发送该命令。该功能可用于断续过程计量。回送的命令认可信息由数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成。数据字节D4 D3 D2 D1 D0十进制位 B9B8 B7B6 B5B4 B3B2 B1B0主机恢复命令认可信息码的算法：命令认可信息码=100000000*D4 + 1000000*D3 + 10000*D2 + 100*D1 + D0;正确的命令认可信息码 = 2A3A4A5AH(十六进制)。当回传的数据为07（D4），08（D3），46（D2），31（D1），94（D0）时命令认可信息码=100000000*07 + 1000000*

20、08 + 10000*46 + 100*31 + 94=708463194（十进制）=2A3A4A5AH(十六进制) ，主机恢复命令。 （10）启动流量累积信息定义从机接到该命令后，立即启动流量累积计算，并回送命令认可信息。该功能可用于断续过程计量。命令认可信息由数据段的D4、D3、D2、D1、D0五个字节组成。数据字节D4 D3 D2 D1 D0十进制位 B9B8 B7B6 B5B4 B3B2 B1B0主机恢复命令认可信息码的算法：命令认可信息码=100000000*D4 + 1000000*D3 + 10000*D2 + 100*D1 + D0;正确的命令认可信息码 = 5A4A3A2AH(十六进制)。当回传的数据为15（D4），14（D3），81（D2），39（D1），94（D0）时命令认可信息码=100000000*15 + 1000000*14 + 10000*81 + 100*39 + 94=1514813994（十进制）=5A4A3A2AH(十六进制) ，主机恢复命令