LORA系统下RTU主动上传协议规范说明.docx
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LORA系统下RTU主动上传协议规范说明
LORA系统下RTU/电参模块主动上传协议规说明
一、指导意见
遵照“顶层设计、统一标准、整合集成、灵活部署、提升功能”的原则,全面进行信息化建设,其中对前期信息化建设的成果,进行最大程度的继承。
Ø顶层设计:
系统唯一、技术先进、性能可靠、功能完善、网络安全;
Ø统一标准:
统一配置、统一协议、统一接口、统一功能;
Ø整合集成:
整合现有系统、集成先进技术;
Ø灵活部署:
功能标准化、模块化、可定制化;
Ø提升功能:
实现油气生产可视化→自动化→智能化.
二、LORA通讯特点
LORA通讯数据包有多种(51字节,200字节等),目前全部支持的包是51个字节,所以分包为50字节一发(一个字节备用)。
目前LORA基站的数据包的长度确定是由基站和模块之间的信号强度决定的(sf7-sf11)。
信号强度强的情况下,包的长度会更长,但是由于我们的设备需要兼容,所以,协议包的长度最长是定在51字节。
三、协议规设计原则
1、支持数据从终端设备->基站->云->CS。
2、支持数据从CS->云->基站->终端设备。
3、CS识别终端来的数据规则
CS接收到云的数据包:
118{"CODE":
100,"AppEUI":
"2c26c500b3140001","CmdSeq":
0,"DevEUI":
"4a770066fffe8f","MSG":
"UPLOAD","payload":
"AAI","Port":
10}
其中"AppEUI":
"2c26c500b3140001"这是厂家识别码,博瀚安易科技的设备,由中兴分配。
"DevEUI":
"4a770066fffe8f"这是设备的识别码,有厂家部定义,每一台设备在厂家部具有唯一性。
"payload":
"AAI"这个是数据包的容
数据包容如下:
井号
(2)/或设备号
长度
(1)
功能码
(1)
伴随码
(2)
数据(最大42)
CRC从井号到数据
井号:
可以识别井名,从1-65535。
高字节在前,长度从井号起,CRC之前结束,不包括CRC。
功能码:
判别设备的属性
功能码1功图
功能码2电参图
功能码3电参数据
功能码4压力
功能码5温度
功能码64-20mA数据4路,备用4路,2路DI输入3路DO控制
功能码7参数设置
3、CS识别终端来的数据规则
三、协议规
RTU/电参模块上行通讯协议,即制定“LORA系统下RTU/电参模块主动上传协议规说明”,具体如下:
1.协议格式
井号
(2)/或设备号
长度
(1)
功能码
(1)
伴随码
(2)
数据(最大42)
CRC从井号到数据
注:
高字节在前,长度从井号起,CRC之后结束,包括CRC。
报头报尾均为大写。
伴随码,前一个字节是组码,第二个字节是分包码。
2.功图:
(总长度765+10字节)RTU设备按时间间隔主动发送
功能码1,255个点的载荷(每点2字节),255个点的位移(每点2字节),压缩后,共计765个char。
压缩方式如下:
位移传输:
将位移数据归一化,单位数据是mm
假设5米,位移数值从0-5000。
所有数据除以5,归一化之后的数值从0-3000;
被除因子,单独传输
则传输的最大值是3000,十六进制0BB8,实际占用12bit位,传输时只传输12bit位。
载荷数据,量程最大为150KN,1位小数点,最大值为1500,十六进制05DC,也是12bit位。
位移数据255+载荷255个值,则(2*255)*12/8=765个字节的数据。
附加数据是
位移被除因子2字节,传感器电池电量(2字节,单位V,倍率100,正常电压3.6V,低于2.9V提示更换),冲程(2字节,单位:
米,倍率1000),冲次周期(2字节,单位:
次/分钟,倍率100。
),功图上传的次数,功图的设备号。
共计10字节
(765+10)/42=18+1共计19个包
数据分包:
井号+长度+功能码+伴随码+42字节数据(最后一个包是剩余字节)+CRC(高位前)。
位移算法说明(同比例压缩传输):
位移假设读出来的数据是55,但是冲程是2000,实际的位移数据应该是55/3000*2000=36mm
示例数据:
例如井号为801,数据如下
032132011401(42字节数据)crc
包编号
编码数据
解析数据
1
100000000100400700B01001601D02502D03704104C0590660740820920A20B50C70D90ED10111712D143A230
0014711162229374555
657689102116130146162
181199217237257279301
323
2
215C17418C1A61C01DB1F721323024D26A2892A82C82E830832934B36C38E3B03D33F741A43E4614854ABCRC16
同上
3
34CF4F451853E5635885AD5D25F961E64366868E6B26D76FCD7B17D47F881A83D85F8808A2CRC16
同上
4
48C38E6097E99B9B79D49EFA0AA24A3EA56A6EA87A9DAB3AC8ADDAF0B03B15B27B37B47B56CRC16
同上
5
5B63B70B7CB88B92B9CBA4BACBB3BB8BBDBC1BC5BC7BC8BCABC8BC7BC4BC1BBDBB8BB2BABBA3B9AB91B86CRC16
同上
6
6B7BB6EB61B53B44B35B24B12B00AEDAD9AC5AB0A9AA83A6BA52A3AA20A069EB9CF9B399697995B93D91DCRC16
同上
7
78FE8DE8BE89D87B8598378157F27CE7ABA6F66D16AD68766263D6185F35CC5A758255D537CRC16
同上
8
85134EE4C94A548045C4384143F13CD3AB33032E32C32A2B20E1F21D61BC1A2CRC16
同上
9
015813F1291130FE0EA0D60C40B20A008F704B03F03502C02301C01500F00A006003CRC16
同上
10
AB16416F17A18519019C1A61AE1B91BD1B91B51B31B31B81BB1BC1BA1B81B61B61B71BA1BBCRC16
同上
11
B1BC1BA1B91B81B81B91BA1BC1BB1B91B91B91B91BB1BC1BC1BB1BA1BA1BA1BB1BB1BC1BB1BB1BB1BA1BBCRC16
同上
12
C1BD1BC1BC1BC1BA1BA1BB1BC1BD1BD1BB1BB1BB1BB1BC1BD1BE1BE1BC1BC1BC1BC1BD1BD1BD1BD1BC1BCCRC16
同上
13
D1BC1BD1BD1BC1BB1BB1BB1BB1BB1BB1BB1BB1B91B91BA1B91B91B81B71B71B71B61B51B51B41B41B21B1CRC16
同上
14
E1AF1AE1AD1AB1A91A71A319F19518D18617E17A17317016D16C16A16616115D213C13512ECRC16
同上
15
F12611F1131090FF0FD30FE0FC0FC0FE0FF1000FF0FD0FC0FB0FB0FB0FC0FB0FA0F90F90F8CRC16
同上
16
00F80F90F90F80F80F70F70F70F70F80F80F70F70F70F60F60F70F70F60F60F60F60F60F60F60F60F60F6CRC16
同上
17
10F60F60F60F60F60F60F60F60F60F60F60F70F70F60F60F70F70F70F70F70F70F70F80F80F80F90F90F9CRC16
同上
18
20F90F90FA0FB0FB0FB0FC0FC0F90F80F80F70F70F70F70F70F80F80FA0FE10310910E11411A11F12412ACRC16
同上
19
313113613B14414C154016E07D001460072008AD692
305(30.5KN)310315324332340
366(电池电压3.66V)
2000(冲程2000mm)
326(冲次3.26次)
114(示功图产生的次数)
138(示功图的设备号)
4.电参:
(总长度21*2+8字节)
功能码3,数据,如下顺序排列
序号
电量符号
数据长度
说明
参数类型及计算说明
1
Ua
1INT
A相相电压1
无符号数;单位:
V;倍率:
10
2
Ub
1INT
B相相电压2
3
Uc
1INT
C相相电压3
4
Ia
1INT
A相电流4
无符号数;单位:
A;倍率:
100
5
Ib
1INT
B相电流5
6
Ic
1INT
C相电流6
7
1INT
抽油机运行状态
1,运行,0不运行
8
1INT
上冲程最大电流
9
1INT
下冲程最大电流
10
1INT
1号温度设备号
11
1INT
1号温度值
放大10倍
12
1INT
1号温度电池电量
13
1INT
2号温度设备号
14
1INT
2号温度值
放大10倍
15
1INT
2号温度电池电量
16
1INT
1号压力设备号
17
1INT
1号压力值
放大100倍
18
1INT
1号压力电池电量
19
1INT
2号压力设备号
20
1INT
2号压力值
放大100倍
21
1INT
2号压力电池电量
注:
报警时,伴随码显示报警状态,正常状态为0。
传输时候,只传输三相电流,三相电压
例如例如井号为807,电参图设备号为50001,三相电流,三相电压,第一个包,3相电压为220V。
数据如下
033A320301010F630F7B0F10B620B454EE2207BC566E
826||A相电压393.9VB相电压396.3VC相电压396.0VA相电流0.006AB相电流0.006AC相电流0.006A运行状态正在运行上冲程最大电流2914下冲程最大电流2885温度20001温度29.3℃电池电压0V温度20002198.0℃电池电压3.61V
7.写命令:
(总长度6+10字节)
写命令用于对RTU4xxx地址数据任意点进行读写。
功能码9为读取指令,数据层封装MODBUS0X03号指令,modbus0xff为广播号
功能码10为写入指令,数据层封装modbus0X10号指令,modbus0xff为广播号。
格式,准循标准格式,设备号支持广播模式0XFF0XFF或具体的正确的设备号。
比如读取时间参数和写入时间参数
时间读取指令
FFFF10090101FF03000000031015F33D00
回复指令如下(井号828)(MODBUS校验位以0替代)
033A130901013A030601020305122C0000588C
时间写入指令
FFFF160A0101FF10000000031106170A3B01000076E300
写入时此处多写一个00,数据包的尾部识别,很重要
时间写入1个地址指令(40361=1800,此处地址-1360=0x0168)
FFFF120A0101FF100168000107082CE0832000
读取40361地址数据
FFFF10090101FF030168000111F4F33D00
03210F0009E74
远程重启指令,超过1000地址的,只支持1位写入
FFFF120A0101FF1006B40001000100001335
无响应指令
033C110A01013C100000000384E5F6C0
说明:
数据写入到设备的时候,从cs软件应该发出BASE64位的编码,云平台,会解码后,以16进制的模式传给模块
软件驱动采集流程设计(仅供参考)
1,压力电参,定时采集
1.0,压力电参数据,硬件是定时上传的,刷新周期30分钟(可设置)。
1.1,建立压力电参数据的更新标示。
1.2,统一的更新周期。
1.3,如果数据超时没有更新,则发送读取指令。
1.4,硬件响应MAP模式的读取指令,回复数据。
2,功图数据,定时采集
2.0,功图数据,硬件是定时上传的,刷新周期360分钟(可设置)。
1.1,建立功图数据的更新标示。
1.2,统一的更新周期。
1.3,如果数据超时没有更新,则发送读取指令。
1.4,硬件响应MAP模式的读取指令,回复数据。
3、MAP读取指令定义
3.1硬件定义40100,40101二个地址(modbus地址)可写入,写入指令,见本说明的10号写入指令码说明。
40100里面数据为0x01xx的情况下,主动上报,压力电参数据,并且40100高8位清0;
40100,低三位,从高到低,对应功图数据第一个包到第3个包
假设40100里面的数据是0X0004,则发送第1个包
假设40100里面的数据是0X0002,则发送第2个包
假设40100里面的数据是0X0001,则发送第3个包
假设40100里面的数据是0X0007,则顺序发送1,2,3的数据包
数据包的格式同上报格式。
40101,从高到低16位,对应功图数据第4个包到第19个包
假设40101里面的数据是0XFFFF,则顺序发送4-19的数据包
数据包的格式同上报格式。
3.2功图的伴随码的高位指示功图的当前更新序列,上报后,软件根据相同序列的数据为一个功图。
3.3功图在上报数据的周期5分钟之,排斥数据功图数据更新。
上报静默五分钟后,最新的功图数据,自动更新。
3.4所有数据本身是主动上传的,采集软件在发现丢包的情况下,可以通过map模式读取。
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- LORA 系统 RTU 主动 上传 协议 规范 说明