硬件结构 每一个I2C总线器件内部的SDA、SCL引脚电路结构都是一样的,引脚的输出驱动与输入缓冲连在一起。 (1)由于 SDA、SCL 为漏极开路结构,借助于外部的上拉电阻实现了信号的“线与”逻辑; (2)引脚在输出信号的同时还将引脚上的电平进行检测,检测是否与刚才输出一致。 这就是时钟同步,它解决了I2C总线的速度同步问题。 4、主机发送数据流程 (1)主机在检测到总线为“空闲状态”(即 SDA、SCL 线均为高电平)时,发送一个启动信号“S”,开始一次通信的开始 (2)主机接着发送一个命令字节。 另外I2C的通信速率为100Kb,快速为400Kb
通讯协议,其中包含数据类型、设备ID、设备代码、时间和设备报文。该协议旨在尽量减少流量开销。 数据类型(1字节):指定数据报文的类型,例如0x01表示传感器数据,0x02表示控制命令等。 报文的总长度为1字节(数据类型)+4字节(设备ID)+2字节(设备代码)+4字节(时间)+设备报文的长度。 以下是一个简单的设备通讯协议的实现,使用Java代码实现: public class DeviceCommunicationProtocol { private static final int HEADER_LENGTH = 14; // 设备通讯协议版本号 private byte version; // 设备ID private int "%02X ", b); } System.out.println(); } } 上述代码中,DeviceCommunicationProtocol类定义了设备通讯协议
ZigBee 简介 ZigBee 是一种低功耗、低速率的无线通信协议,基于 IEEE 802.15.4 标准,适用于点对点、星型和网状网络结构。 节点 2:发送“关灯”命令。 实现代码 1. "灯光状态: 开" : "灯光状态: 关"; ZigBeeSerial.println(response); } } 2. ZigBee 终端节点 2(发送“关灯”命令) #include <SoftwareSerial.h> SoftwareSerial ZigBeeSerial(2, 3); // RX, TX void 总结 通过上述实现,我们展示了如何使用 ZigBee 协议构建一个简单的智能家居灯光控制系统。
SPI,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。 SPI总线的系统 (1)MOSI:主器件数据输出,从器件数据输入 (2)MISO:主器件数据输入,从器件数据输出 (3)SCLK:时钟信号,由主器件产生 (4)/SS:从器件使能信号,由主器件控制 SPI 总线有四种工作方式(SP0, SP1, SP2, SP3),其中使用的最为广泛的是SPI0和SPI3方式。 SPI,是一种高速的,全双工,同步的通信总线,并且在芯片的管脚上只占用四根线,节约了芯片的管脚,同时为PCB的布局上节省空间,提供方便,正是出于这种简单易用的特性,现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。 0--1 1010100x 01010110 1 0 2 1--0 10101001 01010110 1 0 ------------------------
2.XMPP XMPP是一种基于标准通用标记语言的子集XML的协议,它继承了在XML环境中灵活的发展性。因此,基于XMPP的应用具有超强的可扩展性。 3.MQTT MQTT全称叫做Message Queuing Telemetry Transport,意为消息队列遥测传输,是IBM开发的一个即时通讯协议。 小型传输,开销很小(固定长度的头部是2字节),协议交换最小化,以降低网络流量; 这就是为什么MQTT能以轻量级低消耗著称,所以MQTT特别适用于低开销、低宽带占用的即时通讯场景。 2)其次是我们需要去选择使用哪种聊天协议: 基于Scoket或者WebScoket或者其他的私有协议、 MQTT 还是广为人诟病的XMPP? 其中MQTT和XMPP为聊天协议,它们是最上层的协议,而WebScoket是传输通讯协议,它是基于Socket封装的一个协议。
---- modbus通讯协议详解 Modbus协议可以说是工业自动化领域应用最为广泛的通讯协议,因为它的开放性、可扩充性和标准化使它成为一个通用工业标准。 目前Modbus常用的接口形式主要有RS-232C,RS485,RS422,也有使用RJ45接口的,ModBus的ASCII, RTU协议则在此基础上规定了消息、数据的结构、命令和应答的方式。 位停止位 错误校验区:循环冗余校验(CRC) 从站地址设置:信息地址包括 2 个字符(ASCII)或 8 位(RTU),有效的从机设备地址范围 0-247(十进制)。 有效码范围 1-225(十进制); 数据区的内容:数据区有 2 个 16 进制的数据位,数据范围为 00-FF(16 进制),根据网络串行传输的方式,数据区可由一对 ASCII 字符组成或由一个 RTU 返回的字节数:表示数据的字节个数,也就是数据1,2…n中的n的值。例子中返回了1个模拟量的数据,因为一个模拟量需要2个字节所以共2个字节。
最全的PLC通讯协议解析之EtherCAT篇(1) 我们这期讨论:EtherCAT和EtherNet。 TCP、UDP、ModbusTCP、EtherNet/IP、ProfiNet和EtherCAT均是实现高速、稳健通信的几个以太网协议。 一般地,EtherNet遵循标准的OSI 7层网络协议如下图所示: 相比较而言,EtherCAT基于EtherNet进行了创新和改进,没有那么多层,仅第1、2层用来传递数据。 速度对比 我们通过下面的例子来说明EtherCAT总线通讯的速度: 根据上述通讯帧,如果传递一个DINT类型的(4个字节)的数据,那么: EtherNet需要传输总计:8+6+6+2+46+4 = 72 byte 的数据长度 EtherCAT需要传输总计:2+12+4 = 18byte 的数据长度 所以,同样的通讯介质下,EtherCAT通讯所需要的时间仅仅是EtherNet通讯的四分之一。
下面是CoAP协议的优势和缺点以及一些案例分析。 优势: 轻量级:CoAP协议使用UDP作为传输层协议,相比于TCP,UDP协议头部较短,传输数据量较小,节省了网络带宽和设备资源。 灵活性:CoAP协议可以在不同的网络层上使用,如传感器网络(Sensor Networks)、物联网(IoT)和机器对机器(M2M)通信等。 易于部署和集成:CoAP协议与HTTP协议的语义相似,使得基于HTTP的应用可以很容易地迁移到基于CoAP的环境中。 较小的地址空间:CoAP协议使用16位的消息ID进行消息标识,因此最大支持的消息数量有限。 功能有限:相比于HTTP协议,CoAP协议的功能较为有限,不支持像HTTP那样的丰富的请求方法和头部字段。 总结 CoAP协议在物联网环境中有其独特的优势,但也存在一些限制和不足。在选择协议时,需要根据具体的应用场景和需求进行评估和选择。
(来源于: http://www.emtronix.com/product/ModBus_software.html ) Modbus协议是一种已广泛应用于当今工业控制领域的通用通讯协议。 通过此协议,控制器相互之间、或控制器经由网络(如以太网)可以和其它设备之间进行通信。Modbus协议使用的是主从通讯技术,即由主设备主动查询和操作从设备。 Modbus通讯物理接口可以选用串口(包 括RS232和RS485),也可以选择以太网口。 2.modbus通信协议方式和数据包结构? ModBus 通讯协议分为 RTU(远方数据终端) 协议和 ASCII 协议: 当控制器设为在Modbus网络上以ASCII(美国标准信息交换代码)模式通信,在消息中的每个字节都作为两个ASCII 2.错误校验 冗余循环码(CRC)包含2个字节,即16位二进制。CRC码由发送设备计算,放置于发送信息的尾部。
RESP 协议 Redis 基于 RESP (Redis Serialization Protocal)协议来完成客户端和服务端通讯的。RESP 本质是一种文本协议,实现简单、易于解析。 如下表所示: 类型 协议描述 实例 网络层 客户端和服务端通过 tcp/流式套接字来进行通讯,为了 防止粘包 因此命令或数据均以 \r\n (CRLF) 结尾 +ok\r\n 请求 *<参数数量> CR LF<参数字节数量 > CR LF<参数的数据> CR LF<参数 N 的字节数量 >CR LF<参数 N 的数据> CR LF *2\r\n3\r\nget\r\n$13\r\nusername:1234 那么会对通讯协议进行优化,直接走本地回环 我们可以通过 tcpdump 命令来抓取客户端和服务端请求、响应的数据包, 命令如下: # linux tcpdump -i lo part 6379 -Ann spaces */ memset(_prefixlen,' ',idxlen+2); _prefixlen[idxlen+2] = '\0';
一、支持的通讯协议 ActiveMQ支持的client-broker通讯协议有:TCP、NIO、UDP、SSL、HTTP(S)、VM 其中配置Transport Client监听的端口为61616 2、在网络传输协议之前,必须要序列化数据,消息是通过一个叫wire protocol的来序列化成字节流, 它允许开发人员对统一资源可有更多的client调用和服务端有更多的负载 2、适合NIO的应用场景: 2.1、可能有大量的Client去连接到Broker Middleware ),面向消息中间件设计的的简单文本协议 六、Message Queuing Telemetry Transport(MQTT协议) 是IBM开发的即时通讯协议 ,有可能成为物联网的重要组成部分,该协议支持所有的平台,几乎可以把所有的联网物品和外部连接起来,被用来当做传感器和致动器(比如通过Twitter让房屋联网)的通讯协议
Modbus一个工业上常用的通讯协议、一种通讯约定。Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU最常用,比较简单,在单片机上很容易实现。 2、CRC校验 意义:例如上面的 98 04 是它前面的数据(01 06 00 01 00 17)通过一算法(见附录2,很简单的)计算出来的结果,其实就像是计算累加和那样。 MODBUS-RTU 一、一个报文分析 先声明下我们的目的,我们是要两个设备通讯,用的是MODBUS协议。上面简单介绍了:“报文”“CRC校验”“功能号”。 五、MODBUS请求与响应 看MODBUS协议手册,中文第 10 页开始,英文第 24 页开始。手册非常详细举例说明了MODBUS协议各个功能号的请求与响应。 06 (0x06) 写单个寄存器 15 (0x0F) 写多个线圈 16 (0x10) 写多个寄存器 附录2:
私有通讯协议设计 ? 协议内容长度 content N字节 内容 CRC32(optional) 4字节 帧的CRC32(当ver1> 1时存在) 在Bolt通讯框架中,有2个协议规范。 默认序列化为Hessian2。 第八部分为功能开关,这个可以对通讯协议部分功能的开启还是关闭来决定是否编解码此位置,例如通过判断协议crc功能是否开启,判断是否对内容进行循环冗余校验。 V1协议长度 或 满足V2协议且长度大于最小V2协议长度,则继续读取 28 // continue read 29 SOFABolt之私有通讯协议设计详解到这里就结束了。
ODrive通讯协议 与ODrive进行通讯需要对通讯端点进行一系列操作。理论上,端点上的数据可以是以任何方式序列化的任何类型的数据。 该协议有基于数据包的版本和基于流的变体。 适当地使用每个变体。 例如,USB默认运行基于数据包,而UART运行基于字节流。 基于数据包的格式 我们将ODrive称为“服务器”,将PC称为“客户端”。 Bytes N-2, N-1 对于端点0:协议版本(当前为1)。 服务器应忽略具有其他值的数据包。 对于所有其他端点:通过JSON定义计算得出的CRC16。 CRC16初始值是协议版本(当前为1)。 服务器将忽略CRC错误的数据包。 有关CRC的详细信息,请参见protocol.hpp源码。 Byte 2 bytes 0 和 bytes 1的CRC8 详情请参考 protocol.hpp 源码 Bytes 3 to N-3 包数据 Bytes N-2, N-1 CRC16 详情请参考 protocol.hpp
本篇文章先简单介绍一下该协议,然后使用MQTT客户端工具,并借助开源库编写客户端,试玩一下。 这包括 QoS 0(最多一次传输)、QoS 1(至少一次传输)和 QoS 2(仅一次传输)。 适应性:MQTT 可以在多种网络协议上运行,包括 TCP/IP、WebSocket 和其他协议。 (https://www.emqx.com/zh/blog/introduction-to-mqtt-qos) 很多时候,使用 MQTT 协议的设备都运行在网络受限的环境下,而只依靠底层的 TCP 传输协议 QoS 2,只交付一次。 其中,使用 QoS 0 可能丢失消息,使用 QoS 1 可以保证收到消息,但消息可能重复,使用 QoS 2 可以保证消息既不丢失也不重复。 本篇文章作抛砖引玉,浅浅了解MQTT这个轻量级的通讯协议,在辅以Demo加深理解,熟悉如何使用,文章末尾也提供诸多参考文章,方便大家借鉴学习。
JZGKCHINA 工控技术分享平台 不念过去 不畏将来 Modbus协议可以说是工业自动化领域应用最为广泛的通讯协议,因为他的开放性、可扩充性和标准化使它成为一个通用工业标准。 目前Modbus常用的接口形式主要有RS-232C,RS485,RS422,也有使用RJ45接口的,ModBus的ASCII, RTU协议则在此基础上规定了消息、数据的结构、命令和应答的方式。 位停止位 错误校验区:循环冗余校验(CRC) 从站地址设置:信息地址包括 2 个字符(ASCII)或 8 位(RTU),有效的从机设备地址范围 0-247(十进制)。 数据区的内容:数据区有 2 个 16 进制的数据位,数据范围为 00-FF(16 进制),根据网络串行传输的方式,数据区可由一对 ASCII 字符组成或由一个 RTU 字符组成。 例子中返回了1个模拟量的数据,因为一个模拟量需要2个字节所以共2个字节。数据高低字节:41和24代表返回的1个模拟量的值,即十进制的16676。错误校验为CRC校验。
笔者的公司最近在做IOT设备相关的业务,基于这个契机寻找学习了一下关于IOT通讯协议相关的内容,最终在技术选型上选择了使用MQTT协议并且结合EMQ上层MQTT中间件实现提供链接服务,那么本轮博文就和大家来一起探讨学习有关 不同的系统可能无法使用HTTP,设备资源可能使用HTTP都奢侈 TCP/IP自定协议? 虽然不用在意系统,自定义报文怎么解决网络开销问题自主研发成本高,使用第三方IOT平台容易被技术或硬件绑定 2. MQTT为什么适合IOT场景 MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)是IBM开发的一个即时通讯协议,使用方式比较类似于队列软件比如RabbitMQ ,使用发布/订阅的方式提供互相之间的通讯,MQTT是为在计算能力有限,且工作在低带宽、不可靠的网络的远程传感器和控制设备通讯而设计的协议,它具有以下主要的几项特性: 该协议支持所有平台,几乎可以把所有联网物品和外部连接起来 小型传输,开销很小(固定长度的头部是 2 字节),协议交换最小化,以降低网络流量; 使用 Last Will 和 Testament 特性通知有关各方客户端异常中断的机制; 除了MQTT的协议特性外还有一些客观原因
开放性:o 协议规范完全公开,无需授权费用,任何厂商均可免费使用,极大降低了设备集成成本。 2. 2. 能源与电力系统:o 智能电表通过Modbus RTU上传用电数据(电压、电流、功率)至监控平台。o 光伏逆变器通过Modbus TCP网关模块接收远程参数配置(如最大功率点跟踪)。3. 工业设备常来自不同厂商,使用私有协议(如西门子的 S7 协议、三菱的 CC-Link),导致 “设备孤岛”。 Modbus RTU 即 JM-CCLKIE-RTUDeviceNet从站转MODBUS RTU 即 JM-DNT-RTU部分拓扑图展示:(更多型号拓扑图可咨询邓工) Modbus网关模块是工业常用总线通讯协议
1、GWMP(LoRa Gateway Message Protocol)协议 同一个网关能连接到不同的Network Server、不同厂家的网关可以连接到同一个Network Server,这就要求网关和 Network Server之间有统一的通讯协议。 这个协议是由semtech制定并维护的,网关和网络服务器之间的通讯协议简称GWMP协议,也叫包转发协议。 2、GWMP消息类型 ? 5、JSON协议 5.1、网关向服务器提交接收到的RF数据包 ? 5.2、服务器向网关下发RF数据包 ? 5.3、网关状态 ?
蓝牙4.0 案例分析:心率监测系统 背景 蓝牙4.0(Bluetooth Low Energy, BLE)是一种低功耗无线通信协议,广泛应用于可穿戴设备、医疗设备和智能家居等领域。 BLE2902.h> // UUID 定义 #define SERVICE_UUID "180D" // 心率服务 UUID #define CHARACTERISTIC_UUID "2A37 模拟心率数据更新 heartRate = random(60, 100); // 打包心率数据(按照蓝牙规范) uint8_t heartRateData[2] for (BluetoothCharacteristic c in service.characteristics) { if (c.uuid.toString() == "2a37 设置心率服务(UUID 为 180D)和心率测量特性(UUID 为 2A37)。 广播设备名称为 HeartRateMonitor。