通信接口協議介紹
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在現場數據采集和數據傳輸中大量采用接口方式，監控系統涉及較多的是串行通信接口和網絡接口。
一、串行通信協議
計算機與外設或計算機之間的通信通常有兩種方式：并行通信和串行通信。
并行通信指數據的各位同時傳送。并行方式傳輸數據速度快，但占用的通信線多，傳輸數據的可靠性隨距離的增加而下降，只適用于近距離的數據傳送。
串行通信是指在單根數據線上將數據一位一位地依次傳送。發送過程中，每發送完一個數據，再發送第二個，依此類推。接受數據時，每次從單根數據線上一位一位地依次接受，再把它們拼成一個完整的數據。在遠距離數據通信中，一般采用串行通信方式，它具有占用通信線少、成本低等優點。
計算機與外設或計算機之間的通信通常有兩種方式：并行通信和串行通信。
并行通信指數據的各位同時傳送。并行方式傳輸數據速度快，但占用的通信線多，傳輸數據的可靠性隨距離的增加而下降，只適用于近距離的數據傳送。
串行通信是指在單根數據線上將數據一位一位地依次傳送。發送過程中，每發送完一個數據，再發送第二個，依此類推。接受數據時，每次從單根數據線上一位一位地依次接受，再把它們拼成一個完整的數據。在遠距離數據通信中，一般采用串行通信方式，它具有占用通信線少、成本低等優點。
1、串行通信的基本概念
(1)同步和異步通信方式
串行通信有兩種最基本的通信方式：同步串行通信方式和異步串行通信方式。同步串行通信方式是指在相同的數據傳送速率下，發送端和接受端的通信頻率保持嚴格同步。由于不需要使用起始位和停止位，可以提高數據的傳輸速率，但發送器和接受器的成本較高。異步串行通信是指發送端和接受端在相同的波特率下不需要嚴格地同步，允許有相對的時間時延，即收、發兩端的頻率偏差在10％以內，就能保證正確實現通信。
(2)數據傳送方式
①單工方式。單工方式采用一根數據傳輸線，只允許數據按照固定的方向傳送。圖8(a)中A只能作為發送器，B只能作為接收器，數據只能從A傳送到B，不能從B傳送到A。
②半雙工方式。半雙工方式采用一根數據傳輸線，允許數據分時地在兩個方向傳送，但不能同時雙向傳送。圖8(b)中在某一時刻，A為發送器，B為接收器，數據從A傳送到B；而在另一個時刻，A可以作為接收器，B作為發送器，數據從B傳送到A。
③全雙工方式。全雙工方式采用兩根數據傳輸線，允許數據同時進行雙向傳送。圖8(c)中A和B具有獨立的發送器和接收器，在同一時刻，既允許A向B發送數據，又允許B向A發送數據。
②半雙工方式。半雙工方式采用一根數據傳輸線，允許數據分時地在兩個方向傳送，但不能同時雙向傳送。圖8(b)中在某一時刻，A為發送器，B為接收器，數據從A傳送到B；而在另一個時刻，A可以作為接收器，B作為發送器，數據從B傳送到A。
③全雙工方式。全雙工方式采用兩根數據傳輸線，允許數據同時進行雙向傳送。圖8(c)中A和B具有獨立的發送器和接收器，在同一時刻，既允許A向B發送數據，又允許B向A發送數據。
(3)波特率
波特率是指每秒內傳送二進制數據的位數，以b/s和bps（位/秒）為單位。它是衡量串行數據傳送速度快慢的重要指標和參數。計算機通信中常用的波特率是：110，300，600，1200，2400，4800，9600，19200bps。
(4)串行通信的檢錯和糾錯
在串行通信過程中存在不同程度的噪聲干擾，這些干擾有時會導致在傳輸過程中出現差錯。因此在串行通信中對數據進行校驗是非常重要的，也是衡量通信系統質量的重要指標。檢錯，就是如何發現數據傳輸過程中出現的錯誤，而糾錯就是在發現錯誤后，如何采取措施糾正錯誤。
①誤碼率
誤碼率是指數據經傳輸后發生錯誤的位數與總傳輸位數之比。在計算機通信中，一般要求誤碼率達到10-6數量級。誤碼率與通信過程中的線路質量、干擾、波特率等因素有關。
②奇偶校驗
奇偶校驗是常用的一種檢錯方式。奇偶校驗就是在發送數據位最后一位添加一位奇偶校驗位（0或1），以保證數據位和奇偶校驗位中1的總和為奇數或偶數。若采用偶校驗，則應保證1的總數為偶數；若采用奇校驗，則應保證1的總和為奇數。在接受數據時，CPU應檢測數據位和奇偶校驗位中1的總數是否符合奇偶校驗規則，如果出現誤碼，則應轉去執行相應的錯誤處理服務程序，進行后續糾錯。
③糾錯
在基本通信規程中一般采用奇偶校驗或方陣碼檢錯，以重發方式進行糾錯。在高級通信中一般采用循環冗余碼（CRC）檢錯，以自動糾錯方式來糾錯。一般說來，附加的冗余位越多，檢測、糾錯能力就越強，但通信效率也就越低。
①誤碼率
誤碼率是指數據經傳輸后發生錯誤的位數與總傳輸位數之比。在計算機通信中，一般要求誤碼率達到10-6數量級。誤碼率與通信過程中的線路質量、干擾、波特率等因素有關。
②奇偶校驗
奇偶校驗是常用的一種檢錯方式。奇偶校驗就是在發送數據位最后一位添加一位奇偶校驗位（0或1），以保證數據位和奇偶校驗位中1的總和為奇數或偶數。若采用偶校驗，則應保證1的總數為偶數；若采用奇校驗，則應保證1的總和為奇數。在接受數據時，CPU應檢測數據位和奇偶校驗位中1的總數是否符合奇偶校驗規則，如果出現誤碼，則應轉去執行相應的錯誤處理服務程序，進行后續糾錯。
③糾錯
在基本通信規程中一般采用奇偶校驗或方陣碼檢錯，以重發方式進行糾錯。在高級通信中一般采用循環冗余碼（CRC）檢錯，以自動糾錯方式來糾錯。一般說來，附加的冗余位越多，檢測、糾錯能力就越強，但通信效率也就越低。
①管腳定義
RS-232物理接口標準可分成25芯和9芯D型插座兩種，均有針、孔之分。其中TX（發送數據）、RX（接受數據）和GND（信號地）是三條最基本的引線，就可以實現簡單的全雙工通信。DTR（數據終端就緒）、DSR（數據準備好）、RTS（請求發送）和CTS（清除發送）是最常用的硬件聯絡信號。
RS-232物理接口標準可分成25芯和9芯D型插座兩種，均有針、孔之分。其中TX（發送數據）、RX（接受數據）和GND（信號地）是三條最基本的引線，就可以實現簡單的全雙工通信。DTR（數據終端就緒）、DSR（數據準備好）、RTS（請求發送）和CTS（清除發送）是最常用的硬件聯絡信號。
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