上位机与下位机之间的连接

PAGEPAGE4第一章上位机与下位机1.1上位机与下位机的概念上位机和下位机，一般是指集中控制系统中的PC机和现场的工控机。上位机（PC机）主要用来发出操作指令和显示结果数据，下位机（工控机）则主要用来监测和执行上位机的操作指令。举个例子，蓄电池生产中，需要按工艺要求进行充电和放电。现场有许多工位，各自配有智能的充放电设备，它们就是“下位机”。整个车间有一台PC机来集中管理，这就是“上位机”。上位机软件一般用高级语言编程，如BASIC、C，有比较丰富的图形界面。下位机的编程，依所用的MCU而异，以汇编为主。上位机和下位机之间的通讯，常见是RS-232，RS-485，当然还有很多，但都是串行方式。特别是“一对多”的RS-485用得最普遍。上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统。另外，上位机和下位机是通过通讯连接的“物理”层次不同的计算机,是相对而言的。一般下位机负责前端的“测量、控制”等处理；上位机负责“管理”处理。下位机是接收到主设备命令才执行的执行单元，即从设备,但是，下位机也能直接智能化处理测控执行；而上位机不参与具体的控制，仅仅进行管理（数据的储存、显示、打印人机界面等方面）。常见的DCS系统,“集中-分散（集散）系统”是上位机集中、下位机分散的系统。

在概念上,控制者和提供服务者是上位机.被控制者和被服务者是下位机.也可以理解为主机和从机的关系.但上位机和下位机是可以转换的.两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。上位机是指：人可以直接发出操控命令的计算机，一般是PC，屏幕上显示各种信号变化（液压，水位，温度等）。下位机是直接控制设备获取设备状况的的计算机，一般是PLC/单片机之类的。上位机发出的命令首先给下位机，下位机再根据此命令解释成相应时序信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据（一般模拟量），转化成数字信号反馈给上位机。简言之如此，真实情况千差万别不离其宗。上下位机都需要编程，都有专门的开发系统.在概念上

，控制者和提供服务者是上位机

，被控制者和被服务者是下位机

，也可以理解为主机和从机的关系

，但上位机和下位机是可以转换的

，两机如何通讯，一般取决于下位机。TCP/IP一般是支持的。但是下位机一般具有更可靠的独有通讯协议，购买下位机时，会带一大堆手册光盘，告诉你如何使用特有协议通讯。里面会举大量例子。一般对编程人员而言一看也就那么回事，使用一些新的API罢了。多语言支持功能模块，一般同时支持数种高级语言为上位机编程。上位机一般为PC机，而下位机一般为MC机。1.3上位机与下位机的连接由于我们是要设计远距离的并基于485总线的灌溉系统监控.然而,pc机与mc机都一般与RS-232连接，所以我们要用到RS-485进行转化。总的设计图如下：上位机上位机RS-232RS-485RS-485RS-232下位机（上位机与下位机的连接简图）RS-232与RS-485串行接口的硬件电路如下：硬件电路在硬件上，需要设计一个符合RS-232通讯标准的驱动电路来实现与PC机的接口，此电路中，与PC机接口的芯片为MAX232（也可以使用其它相兼容的芯片如ICL232、TC232、AD232等）。MAX232功耗低，集成度高，且芯片内部具有升压电路和极性转换电路，在单5V供电条件下，即可实现TTL电平与RS-232电平的相互转换，还省了12V电源。此电路中电源VCC由计算机串口提供，当RS-232串口7脚电压升高时，通过二极管给C5(迅速充电，稳压管W1用于使电压范围稳定在5V左右。RS-485接口芯片很多，它们可以很方便地实现RS-485串行通讯接口，这些芯片除了一些附加功能不一样外（如抗雷击、低功耗等），其主要的收发功能和电路构成基本一致，本方案选用了性能较好的接口芯片MAX485。MAX485为8个管脚，DIP封装，1脚RO为数据接收端，2脚RE为数据接收允许端，低电平有效；3脚DE为数据发送允许端，高电平有效；4脚DI为数据发送端；6、7脚为电流环回路端；它把一个三态差分线路驱动器