GSM通信协议详解
GSM全名为：Global System for Mobile Communications，中文为全球移动通讯系统，是第二代(2G)移动通信系统，俗称"全球通"，是一种起源于欧洲的移动通信技术标准，是第二代移动通信技术，其开发目的是让全球各地可以共同使用一个移动电话网络标准，让用户使用一部手机就能行遍全球。目前，我国中国移动、中国联通各拥有一个GSM网，为世界最大的移动通信网络。GSM系统包括GSM 900：900MHz、GSM1800：1800MHz 及GSM1900：1900MHz等几个频段。
GSM的发展：
GSM数字移动通信系统源于欧洲。早在80年代初，欧洲已有几大模拟蜂窝移动系统在运营，例如北欧的NMT（北欧移动电话）和英国的TACS（全接入通信系统），西欧其他各国也提供移动业务。但是模拟系统有一些限制：第一，尽管在80年代初的过低估计下，移动业务的潜在需求也远远超过当时模拟蜂窝网的预计容量；第二，运营中的不同系统不能向用户提供兼容性：一个TACS终端不能进入NMT网，一个NMT终端也不能进入TACS网。为了方便全欧洲统一使用移动电话，需要一种公共的系统。
1982年在欧洲邮电行政大会（CEPT）上成立“移动特别小组”（Group Special Mobile）简称“GSM”，开始制定使用于泛欧各国的一种数字移动通信系统的技术规范。1990年完成了GSM900的规范，产生一套12章规范系列。随着设备的开发和数字蜂窝移动通信网的建立，GSM逐渐演变为“全球移动通信系统”（Global System for Mobile Communication）的简称。
GSM通信系统组成：
蜂窝移动通信系统主要是由交换网路子系统（NSS）、无线基站子系统(BSS)和移动台（MS）三大部分组成
如图2－1所示
（1）GSM系统原理
其中NSS与BSS之间的接口为“A”接口，BSS与MS之间的接口为“Um”接口。在模拟移动通信系统中，TACS规范只对Um接口进行了规定，而未对A接口做任何的限制。因此，各设备生产厂家对A接口都采用各自的接口协议，对Um 接口遵循TACS规范。也就是说，NSS系统和BSS系统只能采用一个厂家的设备，而MS可用不同厂家的设备
由于GSM规范是由北欧一些运营公司“炒”出的规范，运营公司当然喜欢花最少的投资，用最好的设备来建最优良的通信网，因此GSM规范对系统的各个接口都有明确的规定。也就是说，各接口都是开放式接口。
GSM系统框架图：
MS：移动台 BTS：基站收发信台BSC：基站控制器OMC：操作维护中心
MSC：移动交换中心 HLR：归属位置寄存器AUC：鉴权中心VLR：拜访位置寄存器
EIR：设备识别寄存器 SC：短消息中心
A接口往右是NSS系统，它包括有移动业务交换中心（MSC）、拜访位置寄存器（VLR）、归属位置寄存器（HLR）、鉴权中心（AUC）和移动设备识别寄存器（EIR），A接口往左Um接口是BSS系统，它包括有基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。Um接口往左是移动台部分（MS），其中包括移动终端（MS）和客户识别卡（SIM）。
在GSM网上还配有短信息业务中心（SC），即可开放点对点的短信息业务，类似数字寻呼业务，实现全国联网，又可开放广播式公共信息业务。另外配有语音信箱，可开放语音留言业务，当移动被叫客户暂不能接通时，可接到语音信箱留言，提高网路接通率，给运营部门增加收入。
(2)交换网路子系统NSS
交换网路子系统（NSS）主要完成交换功能和客户数据与移动性管理、安全性管理所需的数据库功能。NSS 由一系列功能实体所构成，各功能实体介绍如下：
MSC：是GSM系统的核心，是对位于它所覆盖区域中的移动台进行控制和完成话路交换的功能实体，也是移动通信系统与其它公用通信网之间的接口。它可完成网路接口、公共信道信令系统和计费等功能，还可完成BSS、MSC之间的切换和辅助性的无线资源管理、移动性管理等。另外，为了建立至移动台的呼叫路由，每个MS、还应能完成入口MSC（GMSC）的功能，即查询位置信息的功能。
VLR：是一个数据库，是存储MSC为了处理所管辖区域中MS（统称拜访客户）的来话、去话呼叫所需检索的信息，例如客户的号码，所处位置区域的识别，向客户提供的服务等参数。
HLR：也是一个数据库，是存储管理部门用于移动客户管理的数据。每个移动客户都应在其归属位置寄存器（HLR）注册登记，它主要存储两类信息：一是有关客户的参数；二是有关客户目前所处位置的信息，以便建立至移动台的呼叫路由，例如MSC、VLR地址等。
AUC：用于产生为确定移动客户的身份和对呼叫保密所需鉴权、加密的三参数（随机号码RAND，符合响应SRES，密钥Kc）的功能实体。
EIR：也是一个数据库，存储有关移动台设备参数。主要完成对移动设备的识别、监视、闭锁等功能，以防止非法移动台的使用。
(3)无线基站子系统BSS
BSS系统是在一定的无线覆盖区中由MSC控制，与MS进行通信的系统设备，它主要负责完成无线发送接收和无线资源管理等功能。功能实体可分为基站控制器（BSC）和基站收发信台（BTS）。
BSC：具有对一个或多个BTS进行控制的功能，它主要负责无线网路资源的管理、小区配置数据管理、功率控制、定位和切换等，是个很强的业务控制点。
BTS：无线接口设备，它完全由BSC控制，主要负责无线传输，完成无线与有线的转换、无线分集、无线信道加密、跳频等功能。
(4)移动台MS
移动台就是移动客户设备部分，它由两部分组成，移动终端(MS)和客户识别卡（SIM）。
移动终端就是“机”，它可完成话音编码、信道编码、信息加密、信息的调制和解调、信息发射和接收。
SIM卡就是“身份卡”，它类似于我们现在所用的IC卡，因此也称作智能卡，存有认证客户身份所需的所有信息，并能执行一些与安全保密有关的重要信息，以防止非法客户进入网路。SIM卡还存储与网路和客户有关的管理数据，只有插入SIM后移动终端才能接入进网，但SIM卡本身不是代金卡。
（5）操作维护子系统
GSM系统还有个操作维护子系统（OMC），它主要是对整个GSM网路进行管理和监控。通过它实现对GSM网内各种部件功能的监视、状态报告、故障诊断等功能。OMC与MSC之间的接口目前还未开放，因为CCITT对电信网路管理的Q3接口标准化工作尚未完成。
GSM关键技术
（1）工作频段的分配
我国陆地公用蜂窝数字移动通信网GSM通信系统采用900MHz频段：
905～915（移动台发、基站收）950～960（基站发、移动台收）
随着业务的发展，可以向下扩展，向1.8GHz频段的DCSI800过渡，即1800MHz 频段：
1710～1785（移动台发、基站收）1805～1880（基站发、移动台收）
频道间隔频道配置双工收发间隔干扰保护比频率复用方式保护带宽
（2）时分多址技术（TDMA）
多址技术就是要使众多的客户公用公共通信信道所采用的一种技术。实现多址的方法基本上有三种，即采用频率、时间或码元分割的多址方式，人们通常称它们为频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）和码分多址（CDMA）。
在传统的无线电广播中，均采用频分多址（FDMA）方式，每个广播信道都有一个频点，如果你要收听某一广播信道，则必须把你的收音机调谐到这一频点上。模拟蜂窝移动系统也采用了此技术，某一小区中的某一客户呼叫占用了一个频点，即一个信道（实际上是占用两个，因为是双向连接，即双工通信），则其它呼叫就不能再占用。
在GSM中，无线路径上是采用时分多址（TDMA）方式。
GSM网络结构
我国GSM数字移动通信网是采用独立网号方式来组网的。它与PSTN、ISDN、PSPDN以及现有模拟PLMN之间的关系见图所示。“中国电信”GSM网路接入号为“139”，“中国联通”GSM网路接入号为“130”。
（1）我国GSM移动通讯网的网络结构
全国GSM移动电话网按大区设立一级汇接中心、省内设立二级汇接中心、移动业务本地网设立端局构成三级网路结构。它与PSTN网(公用电话网)的连接关系参见图：
从图中可见，三级网路结构组成了一个完全独立的数字移动通信网路。而模拟移动通信网路结构是与PSTN网混合方式来组建的，参见图：
它在省内建立二级汇接中心，在移动业务本地网内建端局，无一级汇接中心，省际间的通信是借助于PSTN网的长途电话网来实现，当然为实现省际间的自动漫游，模拟移动电话网必须建立自己的全国信令网。另外，模拟移动通信网是采用PSTN网的端局号方式接入，以“9”字头为标志，因此可以说模拟移动通信网是PSTN网的一部分，而GSM数字移动通信网与PSTN 网相重叠。当然，公用电话网还有它的国际出口局，而GSM数字移动通信网却无国际出口局，国际间的通信仍然还需借助于公用电话网的国际局。
（2）省内GSM移动通信网的网路结构
省内GSM移动通信网由省内的各移动业务本地网构成，省内设若干个移动业务汇接中心(即二级汇接中心)，汇接中心之间为网球网结构，汇接中心与移动端局之间成星状网。根据业务量的大小，二级汇接中心可以是单独设置的汇接中心(即不带客户，全有至基站接口，只作汇接)，也可兼作移动端局(与基站相连，可带客户)。省内GSM移动通信网中一般设置二三个移动汇接局较为适宜，最多不超过四个，每个移动端局至少应与省内两个二级汇接中心相连，见图4-5所示。任意两个移动交换局之间若有较大业务量时，可建立话音专线。
（3）移动业务本地网网络结构
全国可划分为若干个移动业务本地网，划分的原则是长途区号为2位或3位的地区为一个移动业务本地网。每个移动业务本地网中应设立一个HLR(必要时可增设HLR，HLR可以是有物理实体的，也可是虚拟的，即几个移动业务本地网公用同一个物理实体HLR，HLR内部划分成若干个区域，每个移动业务本地网用一个区域，由一个业务终端来管理，如图1所示；和一个或若干个移动业务交换中心(MSC)，还可以几个移动业务本地网共用一个MSC，见图2：
图1 虚拟HLR的实现框图
图2 GSM移动业务本地网结构示意图
在移动业务本地网中，每个MSC与局所在地的长途局相连，并与局所在地的市话汇接局相连。在长途多局制地区，MSC应与该地区的高级长途局相连。在没
有市话汇接局或话务量足够大的情况下，MSC亦可与本地市话端局相连。当一个MSC覆盖几个长途编号区时，该MSC亦可和这几个长途编号区的市话汇接局和长途局相连。
每个MSC均为数字移动通信网的入口局，入口局具有为移动终端的呼叫询问呼叫路由的功能和为呼叫选路至它们终端的目的地---被叫移动台的功能。
（4）信令网路结构
在建网初期，由于国内的No.7信令网不适宜传输MAP消息，作为过渡，可先建立移动专用No.7信令网。网路结构仍采用三级结构(见图3)：
第一级为最高级，称高级信令转接点(HSTP)；
第二级为低级信令转接点(LSTP)；第三级为信令点(SP)。
移动通信网的专用高级信令转接点(HSTP)设置在大区一级移动业务汇接中心，专用的低级信令转接点(LSTP)设置在各省二级移动业务汇接中心，移动业务本地网中的每个MSC／VLR、EIR、HLR／AUC、SCH和BSC设置信令点。
图3 GSM信令网结构图
各大区只设置一个专用HSTP，呈单星型结构，HSTP之间以网状网互连。各省专用LSTP连接到本大区中心的专用HSTP上，LSTP间一般不直接相连。各移动业务本地网的SP点至少应连接到本省的2个LSTP点上，LSTP根据业务量可单独设置或合设在省内二级汇接中心内。图4表示了我国邮电部门近期数字移动通信网的信令网结构示意图。
图4 中国电信近期GSM信令网结构
将来，我国数字移动通信网的信令网结构将取消移动通信网专用的HSTP，割接到公用信令网的HSTP上。如图5所示。届时我国公用数字移动通信网的信令网
路组织将按<<我国No。7信令网技术体制>>规定组织，即第一级HSTP间采用A、B平面方式连接，A和B平面内部各个HSTP网状相连，A、B平面间成对的HSTP相连；每个LSTP与一对HSTP间设置直达信令链路，每个SP连至个LSTP(LSTP或HSTP)；若连至HSTP时，应分别固定连至A、B面内成对的HSTP 上。远期移动通信网的信令网结构示意图如图6所示
图5我国NO.7信令网组网方式
图6远期我国GSM信令网结构图
（5）编号计划和拨号方式
GSM网路是复杂的，它包括交换系统和基站系统。交换子系统包括HLR、MSC、VLR、AUC 和EIR，和与基站系统、其它网路如PSTN、ISDN，数据网、其它PLMN等间接口。为了将一个呼叫接至某个移动客户，需要调用相应的实体。因此要正确寻址，编号计划就非常重要。本章就GSM移动通信网中用来识别身份的各种号码的编号计划进行介绍。
1．移动台ISDN号码(MSISDN)
MSISDN号码是指主叫客户为呼叫数字公用陆地蜂窝移动通信网中客户所需拨的号码。号码的结构为：
CC NDC SN
|-----------国际移动客户ISDN号码-------------------|
|-- 国内有效移动客户ISDN号码--|
CC＝国家码。我国为86。
NDC＝国内目的地码，即网路接入号，邮电部门GSM网为139，“中国联通公司”GSM网为130。
SN＝客户号码，采用等长7位编号计划。
邮电部SN号码结构是H1H2H3ABCD，其中HlH2H3为每个移动业务本地网的HLR号码，ABCD为移动客户码。“中国联通公司”SN号码结构是H1H2ABCDE，HlH2是移动业务本地网的HLR号码，ABCDE是移动客户码。
当客户号码容量受限时，可扩充国内目的地码。邮电部可启用138，137…，“中国联通公司”可启用131，132…等。
2．国际移动客户识别码(IMSI)
为了在无线路径和整个GSM移动通信网上正确地识别某个移动客户，就必须给移动客户分配一个特定的识别码。这个识别码称为国际移动客户识别码(IMSI)，用于GSM移动通信网所有信令中，存储在客户识别模块(SIM)、HLR、VLR中。
IMSI号码结构为：
MCC MNC MSIN
|------------国际移动客户识别------------|
|--国内移动客户识别--|
MCC＝移动国家号码，由3位数字组成，唯一地识别移动客户所属的国家。我国为460。
MNC＝移动网号，由2位数字组成，用于识别移动客户所归属的移动网。邮电部门GSM PLMN网为00，“中国联通公司”GSMPLMN网为0l。
MSIN＝移动客户识别码，采用等长11位数字构成。唯一地识别国内GSM移动通信网中移动客户。
3．移动客户漫游号码(MSRN)
被叫客户所归属的HLR知道该客户目前是处于哪一个MSC／VLR业务区，为了提供给入口MSC／VLR(GMSC)一个用于选路由的临时号码，HLR请求被叫所在业务区的MSC／VLR给该被叫客户分配一个移动客户漫游号码(MSRN)，并将此号码送至HLR，HLR收到后再发送给GMSC，GMSC根据此号码选路由，将呼叫接至被叫客户目前正在访问的MSC ／VLR交换局。路由一旦建立，此号码就可立即释放。这种查询、呼叫选路由功能(即请求一个MSRN功能)是No．7信令中移动应用部分(MAP)的一个程序，在GMSC－HLR－MSC ／VLR问的No．7信令网中进行传递。
移动客户漫游号码(MSRN)结构是：
CC NDC SN
|---------国际移动客户ISDN号-----------------|
|--国内有效移动客户ISDN号码|
我国邮电部门GSM移动通信网技术体制规定139后第一位为零的MSISDN号码为移动客户漫游号码(MSRN)，即1390MlM2M3ABC。MlM2M3为MSC的号码。MlM2与MSISDN
号码中的HlH2相同。
4．临时移动客户识别码(TMSI)
为了对IMSI保密，MSC／VLR可给来访移动客户分配一个唯一的TMSI号码，即为一个由MSC自行分配的4字节的BCD编码，仅限在本MSC业务区内使用。
5．位置区识别码(LAI)
位置区识别码用于移动客户的位置更新，其号码结构是：
3位数字2位数字最大16bit
MCC MNC LAC
|------------LAI-------|
MCC＝移动客户国家码，同IMSI中的前三位数字。
MNC＝移动网号，同IMSI中的MNC。
LAC＝位置区号码，为一个2字节BCD编码，表示为X1X2X3X4。在一个GSM PLMN网中可定义65536个不同的位置区。
6．全球小区识别码(CGI)
CGI是用来识别一个位置区内的小区，它是在位置区识别码(LAI)后加上一个小区识别码(CI)，其结构是：
3位数字2位数字最大16bit 最大16bit
MCC MNC LAC CI
|---------------------LAI-----|
|---------------------------------------CGI-------|
CI是一个2字节BCD编码，由各MSC自定。
7. 基站识别码(BSIC)
BSIC是用于识别相邻国家的相邻基站的，为6bit编码，其结构是：
3bit 3bit
NCC BCC
|--------BSIC-------------|
NCC＝国家色码，主要用来区分国界各侧的运营者(国内区别不同的省)，为XY1Y2。X：运营者(邮电X＝1，联通＝0)
Y1、Y2：分配见表
Y1Y2的分配
NCC＝基站色码，识别基站。由运营设定。
8．国际移动台设备识别码(IMEI)
唯一地识别一个移动台设备的编码，为一个15位的十进制数数字，其结构是：
6位数字2位数字6位数字l位数字
TAC FAC SNR SP
TAC＝型号批准码，由欧洲型号认证中心分配。
FAC＝工厂装配码，由厂家编码，表示生产厂家及其装配地。
SNR＝序号码，由厂家分配。识别每个TAC和FAC中的某个设备的。
SP＝备用，备作将来使用。
9．MSC／VLR号码
MSC／VLR号码在No.7信令信息中使用，代表MSC的号码。我国邮电部门GSM移动通信网中的MSC／VLR号码结构为1390MlM2M3，其中MlM2的分配同HlH2的分配。
lO．HLR号码
切换HLR号码在No.7信令信息中使用，代表HLR的号码。邮电部门GSM移动通信网中的HLR号码结构是客户号码为全零的MSISDN号码，即
139HlH2H30000。
11.切换号码(HON)
HON是当进行移动交换局间越局切换时，为选择路由，由目标MSC(即切换要转移到的MSC)临时分配给移动客户的一个号码。此号码为MSRN号码的一部分。
拨号方式
拨号方式是使客户可以通过拨十进制数字实现本地呼叫、国内长途呼叫及国际长途呼叫的一种方式。我国邮电部移动通信网技术体制规定的GSM移动通信的拨号方式是：
移动客户? 固定客户(含模拟移动客户) 0XYZ PQR ABCD
固定客户? 本地移动客户139HlH2H3ABCD
固定客户? 外地移动客户0139HlH2H3ABCD
移动客户? 移动客户139HlH2H3ABCD
移动客户? 待服业务0XYZlXX 其中对火警只须拨119，对匪警只须拨110，对急救中心只须拨120，对交警中心只须拨122。
国际客户? 移动客户国际长途有权字冠+139HlH2H3ABCD
移动客户? 国际客户00 + 国家代码+ 该国内有效电话号码
其中，0＝国内长途有权字冠。
00＝国际长途有权字冠。
XYZ＝长途区号，由3位或2位数字组成。
PQR＝局号。
ABCD＝客户号码，当长途区号为2位时，客户号可以由4位或5位号码组成。
lXX＝特种业务号码。
由于GSM移动通信网的网路接入号是“139”，因此“139”既有特服号码的特性，又有长途区号的特性。因无论国际、国内长途均是分析“139”后接入邮电部门GSM移动通信网的。根据我国电话网技术体制规定的拨号方式是采用闭锁拨号方式，即在一个闭锁编号区内(一个长途编号区为一个闭锁编号区)客户相互呼叫时，不须加拨长途区号，而两个闭锁编号区内的客户相互呼叫时，必须加拨被叫闭锁区的长途区号。因此移动客户呼叫固定电话网客户是两个闭锁编号区内客户互通，移动客户需加拨被叫固定客户所在地的长途区号。反之，固定客户(含模拟移动客户)呼叫移动客户时，同样也是两个闭锁区间的客户互通，固定客户应拨移动客户的“长途区号”139，但在长途区号前需加长途字冠“0”方可知道“0”后的数字是长途区号。这样就出现了一个问题，即无论固定客户呼叫何处移动客户首先均要拨“0139”，限于我国目前公用电话网固定客户大量还属非长途有权客户，又因为移动业务本地网和固定电话本地网相一致，因此就会出现非长途有权固定客户可以呼叫本地固定电话客户而不能呼叫本地GSM移动通信网的移动客户，这显然不合理，而且会给邮电局带来很大的业务损失。所以，我国邮电部移动通信网技术体制在制定GSM移动通信网拨号方式中就将固定客户呼叫本地移动客户和外地移动客户分开规定，呼叫本地移动客户时只须拨
139HlH2H3ABCD，这时的139就具有了特服号码特性；呼叫外地移动客户时需在139前加拨长途字冠“0”，这时的139就具有长途区号特性。
当移动客户呼叫移动客户是在同一闭锁编号区内，如按上述说法客户呼叫时只须拨HlH2H：ABCD，不须加拨139，但考虑到将来可能会号码扩容，即启用138，137…，那时客户就必须拨全号(即13XHlH2H3ABCD)，网路方可寻找到唯一的一个被叫客户。因此邮电部在制定GSM移动通信网的拨号方式时就规定移动客户呼叫移动客户时拨全号，避免将来客户号码扩容后要改变客户拨号习惯。
（6）GSM网络支持的业务
电信业务
GSM移动通信网能提供6类10种电信业务，其业务编号、名称、种类和实现
阶段见表所示:
一：串口 串口是串行接口的简称，分为同步传输（USRT）和异步传输（UART）。在同步通信中，发送端和接收端使用同一个时钟。在异步通信中，接受时钟和发送时钟是不同步的，即发送端和接收端都有自己独立的时钟和相同的速度约定。 1：RS232接口定义 2：异步串口的通信协议 作为UART的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。图一给出了其工作模式： 图一 其中各位的意义如下： 起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。
数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。 奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。 停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。 空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。 波特率：是衡量资料传送速率的指针。表示每秒钟传送的二进制位数。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10×120＝1200字符/秒＝1200波特。 3：在嵌入式处理器中，通常都集成了串口，只需对相关寄存器进行设置，就可以使用啦。尽管不同的体系结构的处理器中，相关的寄存器可能不大一样，但是基于FIFO的uart框图还是差不多。
发送过程：把数据发送到fifo中，fifo把数据发送到移位寄存器，然后在时钟脉冲的作用下，往串口线上发送一位bit数据。 接受过程：接受移位寄存器接收到数据后，将数据放到fifo中，接受fifo事先设置好触发门限，当fifo中数据超过这个门限时，就触发一个中断，然后调用驱动中的中断服务函数，把数据写到flip_buf 中。 二：SPI SPI，是英语Serial Peripheral Interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。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。
AIBUS通讯协议说明（V7.0） AIBUS是厦门宇电自动化科技有限公司为AI系列显示控制仪表开发的通讯协议，能用简单的指令实现强大的功能，并提供比其它常用协议（如MODBUS）更快的速率（相同波特率下快3-10倍），适合组建较大规模系统。AIBUS采用了16位的求和校正码，通讯可靠，支持4800、9600、19200等多种波特率，在19200波特率下，上位机访问一台AI-7/8系列高性能仪表的平均时间仅20mS，访问AI-5系列仪表的平均时间为50mS。仪表允许在一个RS485通讯接口上连接多达80台仪表（为保证通讯可靠，仪表数量大于60台时需要加一个RS485中继器）。AI系列仪表可以用PC、触摸屏及PLC作为上位机，其软件资源丰富，发展速度极快。基与PC的上位机软件广泛采用WINDOWS作为操作环境，不仅操作直观方便，而且功能强大。最新的工业平板触摸屏式PC的应用，更为工业自动化带来新的界面。这使得AIDCS系统价格大大低于传统DCS系统，而性能及可靠性也具备比传统DCS系统更优越的潜力，V7.X版本AI-7/8系列仪表允许连续写参数，写给定值或输出值，可利用上位机将仪表组成复杂调节系统。 一、接口规格 AI系列仪表使用异步串行通讯接口，接口电平符合RS232C或RS485标准中的规定。数据格式为1个起始位，8位数据，无校验位，1个或2个停止位。通讯传输数据的波特率可调为4800~19200 bit/S，通常用9600 bit/S，单一通讯口所连接仪表数量大于40台或需要更快刷新率时，推荐用19200bit/S，当通讯距离很长或通讯不可靠常中断时，可选4800bit/S。AI仪表采用多机通讯协议，采用RS485通讯接口，则可将1~80台的仪表同时连接在一个通讯接口上。 RS485通讯接口通讯距离长达1KM以上（部分实际应用已达3-4KM），只需两根线就能使多台AI仪表与计算机进行通讯，优于RS232通讯接口。为使用普通个人计算机PC能作上位机，可使用RS232/RS485或USB/RS485型通讯接口转换器，将计算机上的RS232通讯口或USB口转为RS485通讯口。宇电为此专门开发了新型RS232/RS485及USB/RS485转换器，具备体积小、无需初始化而可适应任何软件、无需外接电源、有一定抗雷击能力等优点。 按RS485接口的规定，RS485通讯接口可在一条通讯线路上连接最多32台仪表或计算机。需要联接更多的仪表时，需要中继器，也可选择采用75LBC184或MAX487等芯片的通讯接口。目前生产的AI仪表通讯接口模块通常采用75LBC184，这种芯片具备一定的防雷击和防静电功能，且无需中继器即可连接约60台仪表。 AI仪表的RS232及RS485通讯接口采用光电隔离技术将通讯接口与仪表的其他部分线路隔离，当通讯线路上的某台仪表损坏或故障时，并不会对其它仪表产生影响。同样当仪表的通讯部分损坏或主机发生故障时，仪表仍能正常进行测量及控制，并可通过仪表键盘对仪表进行操作，工作可靠性很高。16位校验码的正确性是简单奇偶校验的30000倍，基本能保证数据可靠性。并且同一网络上有其他公司也采用主从方式通讯的产品时，如PLC、变频器等，多数情况下AI系列仪表都不会受其它公司产品通讯干扰，不会产生采集数据混乱或无法通讯的问题。但是AI仪表协议并不能保证其它公司产品能否正常工作，所以除非万不得已，不应将AI仪表与其它产品混在一个RS485通讯总线上，而应分别使用不同的总线。 二、通讯指令 AI仪表采用16进制数据格式来表示各种指令代码及数据。AI仪表软件通讯指令经过优化设计，标准的通讯指令只有两条，一条为读指令，一条为写指令，两条指令使得上位机软件编写容易，不过却能100%完整地对仪表进行操作；标准读和写指令分别如下： 读：地址代号+52H（82）+要读的参数代号+0+0+校验码 写：地址代号+43H（67）+要写的参数代号+写入数低字节+写入数高字节+校验码 地址代号：为了在一个通讯接口上连接多台AI仪表，需要给每台AI仪表编一个互不相同的通讯地址。有效的地址为0~80（部分型号为0~100），所以一条通讯线路上最多可连接81台AI仪表，仪表的通讯地址由参数Addr决定。仪表内部采用两个重复的128~208（16进制为80H~D0H）之间数值来表示地址代号，由于大于128的数较少用到（如ASC方式的协议通常只用0-127之间的数），因此可降低因数据与地址重复造成冲突的可能性。
NMEA协议详解 2017/9/11 NMEA协议是为了在不同的GPS（全球定位系统）导航设备中建立统一的BTCM（海事无线电技术 委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（NMEA-The National Marine Electronics Associations）制定的一套通讯协议。GPS接收机根据NMEA-0183协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串 口传送到PC机、PDA等设备。 NMEA-0183协议是GPS接收机应当遵守的标准协议，也是目前GPS接收机上使用最广泛的协议， 大多数常见的GPS接收机、GPS数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。 不过，也有少数厂商的设备使用自行约定的协议比如GARMIN的GPS设备（部分GARMIN设备也 可以输出兼容NMEA-0183协议的数据）。软件方面，我们熟知的Google Earth目前也不支持 NMEA-0183协议，但Google Earth已经声明会尽快实现对NMEA-0183协议的兼容。呵呵，除非 你确实强壮到可以和工业标准分庭抗礼，否则你就得服从工业标准。 NMEA-0183协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA、$GPGSA、$GPGSV、$GPRMC、$GPVTG、$GPGLL等。下面给出这些常用NMEA-0183语句 的字段定义解释。 $GPGGA 例：$GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1F 字段0：$GPGGA，语句ID，表明该语句为Global Positioning System Fix Data（GGA）GPS 定位信息 字段1：UTC 时间，hhmmss.sss，时分秒格式 字段2：纬度ddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0） 字段3：纬度N（北纬）或S（南纬） 字段4：经度dddmm.mmmm，度分格式（前导位数不足则补0） 字段5：经度E（东经）或W（西经） 字段6：GPS状态，0=未定位，1=非差分定位，2=差分定位，3=无效PPS，6=正在估算 字段7：正在使用的卫星数量（00 - 12）（前导位数不足则补0） 字段8：HDOP水平精度因子（0.5 - 99.9） 字段9：海拔高度（-9999.9 - 99999.9） 字段10：地球椭球面相对大地水准面的高度 字段11：差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空）
SIP协议学习总结 1、SIP协议定义 SIP（Session Initiation Protocol，即初始会话协议）是IETF提出的基于文本编码的IP电话/多媒体会议协议。用于建立、修改并终止多媒体会话。SIP 协议可用于发起会话，也可以用于邀请成员加入已经用其它方式建立的会话。多媒体会话可以是点到点的话音通信或视频通信，也可以是多点参与的话音或视频会议等。SIP协议透明地支持名字映射和重定向服务，便于实现ISDN，智能网以及个人移动业务。SIP协议可以用多点控制单元（MCU）或全互连的方式代替组播发起多方呼叫。与PSTN相连的IP电话网关也可以用SIP协议来建立普通电话用户之间的呼叫。 SIP协议在IETF多媒体数据及控制体系协议栈结构的位置 H.323SIP RTSP RSVP RTCP H.263 etc. RTP TCP UDP IP PPP Sonet AAL3/4AAL5 ATM Ethernet PPP V.34 SIP协议支持多媒体通信的五个方面： ◆用户定位：确定用于通信的终端系统； ◆用户能力：确定通信媒体和媒体的使用参数； ◆用户有效性：确定被叫加入通信的意愿； ◆会话建立：建立主叫和被叫的呼叫参数； ◆会话管理：包括呼叫转移和呼叫终止； SIP协议的结构 SIP是一个分层的协议，也就是说SIP协议由一组相当无关的处理层次组成，这些层次之间只有松散的关系。 SIP最底层的是它的语法和编码层。编码方式是采用扩展的Backus-Naur Form grammar (BNF范式)。 第二层是传输层。它定义了一个客户端发送请求和接收应答的方式，以及一 个服务器接收请求和发送应答的方式。所有的SIP要素都包含一个通讯层。 第三层是事务层。事务是SIP的基本组成部分。一个事务是UAC向UAS发送的一个请求以及UAS向UAC发送的一系列应答。事务层处理应用服务层的重发，匹配请求的应答，以及应用服务层的超时。任何一个用户代理客户端完成的事情都是
目录 第一章IC卡通信过程整体归纳 (1) 第二章IC卡的电气特性 (3) 1．IC卡的触点分配 (3) 2．IC卡的电气特性 (3) 2.1 VCC (3) 2.2 I/O (3) 2.3 CLK (3) 2.4 RST (3) 2.2 VPP (3) 第三章IC卡的操作过程 (4) 1、IC卡操作的一般过程 (4) 2、卡激活 (4) 3、冷复位 (4) 4、热复位 (5) 5、时钟停止 (6) 6、去激活 (6) 第四章复位应答 (8) 1、异步字符 (8) 1.1 字符结构 (8) 1.2 错误信号和字符副本 (8) 2、复位应答 (9) 2.1 复位应答的序列配置 (9) 2.2 复位应答的结构和内容 (11) 第五章协议和参数选择 (14) 1.PPS协议 (14) 2.PPS请求的结构和内容 (14) 3．成功的PPS交换 (14) 第六章异步半双工字符传输协议 (16) 1、命令的结构和处理 (16) 2、过程字节 (16) 3、NULL字节 (16) 4、确认字节 (16) 5、状态字节 (17) 第七章异步半双工块传输 (18) 1.数据块块帧结构 (18) 2.起始域 (18) 3.信息域 (18) 4.终止域 (19) 5.信息域尺寸 (19) 6.等待时间 (19) 7.数据链路层字符成分 (20) 8.数据链路层块成分 (20) 9.链接 (20)
第一章IC卡通信过程整体归纳 根据协议，IC卡的操作信息交互流程大概为（见图1）： （1）接口设备能够控制IC卡各IO引脚使其激活。 （2）接口设备给卡发送复位信号使卡复位启动。 （3）卡要向接口设备发送复位应答信号，将通信中必要的相关信息告知接口设备。（4）接口设备对卡进行一次热复位，卡进行复位应答。 （5）接口设备发起一个PPS交互指令，选择要与卡通信的协议和相关参数。 （6）根据选择的协议（T=0或T=1）进行数据的通信。
目录 1.引言 (1) 1.1仪表通讯及命令 (1) 1.2仪表基本构成与通讯命令的关系 (2) 2.接线 (3) 2.1RS232接口的仪表与计算机的接线 (3) 2.2RS485接口的仪表与计算机的接线 (4) 2.3关于JR485转换器 (4) 3.通讯接口要素 (5) 4.仪表的版本号 (6) 5.校验核 (7) 6.一般仪表命令集详解 (8) 6.0关于命令集 (8) 6.1读版本号命令 (10) 6.2读主测量值命令 (10) 6.3读其它测量值命令 (11) 6.4读模拟量输出值及开关量输入输出状态命令 (12) 6.5输出模拟量命令 (13) 6.6输出开关量命令 (14)
6.7读仪表参数符号命令 (15) 6.8读仪表参数命令 (16) 6.9设置仪表参数命令 (16) 7.巡检仪通讯命令集 (18) 7.0关于命令集 (18) 7.1读测量值命令 (19) 7.2读报警状态命令 (20) 7.3读参数命令 (21) 7.4设置参数命令 (22) 7.5参数地址表 (23) 8.测试软件 (25) 8.0关于测试软件 (25) 8.1DOS环境测试 (25) 8.2W INDOWS 环境下测试 (26) 9.故障诊断及应用笔记 (29) 9.1故障诊断流程图 (29) 9.2应用笔记 (30) 附录1 通讯中使用的ASCⅡ码表 (31) 附录2 XS系列仪表通讯协议的解释与补充 (32)
1.引言 1.1 仪表通讯及命令 仪表能连接到所有的计算机并与之通讯，采用RS232或RS485传输标准。仪表与计算机之间的往来通讯都以ASCⅡ码实现，意味着计算机能以任何高级语言编程。 仪表的命令集由数条指令组成，完成计算机从仪表读取测量值、报警状态、控制值、参数值，向仪表输出模拟量、数字量，以及对仪表的参数设置。与通过仪表面板设置参数一样，通过计算机对仪表的参数设置被存入EEPROM存贮器，在掉电情况下也能保存这些参数。 为避免通讯冲突，所有的操作均受计算机控制。当仪表不进行发送时，都处于侦听方式。计算机按规定地址向某一仪表发出一个命令，然后等待一段时间，等候仪表回答。如果没收到回答，则超时中止，将控制转回计算机。 由于仪表的特性不同，我们将仪表的通讯命令集分为3类： 第1类：一般仪表 包括除巡检仪和无纸记录仪外的全部仪表。 命令详解见第6章 第2类：巡检仪表 命令详解见第7章 第3类：无纸记录仪 通讯规程见《无纸记录仪用户手册》
竭诚为您提供优质文档/双击可除 rs485总线通讯协议 篇一：Rs485通讯协议说明 摘要：阐述了Rs-485总线规范，描述了影响Rs-485总线通信速率和通信可靠性的三个因素，同时提出了相应的解决方法并讨论了总线负载能力和传输距离之间的具体关系。 关键词：Rs-485现场总线信号衰减信号反射 当前自动控制系统中常用的网络，如现场总线can、profibus、inteRbus-s以及aRcnet的物理层都是基于 Rs-485的总线进行总结和研究。 一、eiaRs-485标准 在自动化领域，随着分布式控制系统的发展，迫切需要一种总线能适合远距离的数字通信。在Rs-422标准的基础上，eia研究出了一种支持多节点、远距离和接收高灵敏度的Rs-485总线标准。 Rs-485标准采有用平衡式发送，差分式接收的数据收发器来驱动总线，具体规格要求： 接收器的输入电阻Rin≥12kΩ 驱动器能输出±7V的共模电压
输入端的电容≤50pF 在节点数为32个，配置了120Ω的终端电阻的情况下，驱动器至少还能输出电压1.5V（终端电阻的大小与所用双绞线的参数有关） 接收器的输入灵敏度为200mV（即（V+）-（V-）≥0.2V，表示信号“0”；（V+）-（V-）≤-0.2V，表示信号“1”）因为Rs-485的远距离、多节点（32个）以及传输线成本低的特性，使得eiaRs-485成为工业应用中数据传输的首选标准。 二、影响Rs-485总线通讯速度和通信可靠性的三个因素 1、在通信电缆中的信号反射 在通信过程中，有两种信号因导致信号反射：阻抗不连续和阻抗不匹配。 阻抗不连续，信号在传输线末端突然遇到电缆阻抗很小甚至没有，信号在这个地方就会引起反射，如图1所示。这种信号反射的原理，与光从一种媒质进入另一种媒质要引起反射是相似的。消除这种反射的方法，就必须在电缆的末端跨接一个与电缆的特性阻抗同样大小的终端电阻，使电缆的阻抗连续。由于信号在电缆上的传输是双向的，因此，在通讯电缆的另一端可跨接一个同样大小的终端电阻，如图2所示。
GPS 数据协议 NMEA-0183
NMEA 0183 是美国国家海洋电子协会（National Marine Electronics Association ）为海用电子设备制定的标准格式。目前业已成了 GPS 导航设备统一的 RTCM（Radio Technical Commission for Maritime services）标准协议。
序号 1 2 3 4 5 6 7
命令 $GPGGA $GPGSA $GPGSV $GPRMC $GPVTG $GPGLL $GPZDA
说明 全球定位数据 卫星 PRN 数据 卫星状态信息 运输定位数据 地面速度信息 大地坐标信息 UTC 时间和日期
最大帧长 72 65 210 70 34
注：发送次序$PZDA、$GPGGA、$GPGLL、$GPVTG、$GPGSA、$GPGSV*3、 $GPRMC 协议帧总说明： 该协议采用 ASCII 码， 其串行通信默认参数为： 波特率=4800bps， 数据位=8bit， 开始位=1bit，停止位=1bit，无奇偶校验。 帧格式形如：$aaccc,ddd,ddd,…,ddd*hh
$GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,<12>,<13>,<14>*<1 5>
C H A P T E R 17Chapter Goals ? Discuss the history and development of the X.25 protocol.? Describe the basic functions and components of X.25.?Describe the frame formats of X.25. X.25 Introduction X.25 is an International Telecommunication Union–Telecommunication Standardization Sector (ITU-T) protocol standard for WAN communications that defines how connections between user devices and network devices are established and maintained. X.25 is designed to operate effectively regardless of the type of systems connected to the network. It is typically used in the packet-switched networks (PSNs) of common carriers, such as the telephone companies. Subscribers are charged based on their use of the network. The development of the X.25 standard was initiated by the common carriers in the 1970s. At that time, there was a need for WAN protocols capable of providing connectivity across public data networks (PDNs). X.25 is now administered as an international standard by the ITU-T. X.25 Devices and Protocol Operation X.25 network devices fall into three general categories: data terminal equipment (DTE), data circuit-terminating equipment (DCE), and packet-switching exchange (PSE). Data terminal equipment devices are end systems that communicate across the X.25 network. They are usually terminals, personal computers, or network hosts, and are located on the premises of individual subscribers. DCE devices are communications devices, such as modems and packet switches, that provide the interface between DTE devices and a PSE, and are generally located in the carrier’s facilities. PSEs are switches that compose the bulk of the carrier’s network. They transfer data from one DTE device to another through the X.25 PSN. Figure 17-1 illustrates the relationships among the three types of X.25 network devices.
RS485主从式多机通讯协议 一、数据传输协议 此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。 此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息按本协议发出。 1、数据在网络上转输 控制器通信使用主—从技术，即仅一设备（主设备）能初始化传输（查询）。其它设备（从设备）根据主设备查询提供的数据作出相应反应。 主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则从设备不作任何回应。协议建立了主设备查询的格式：设备（或广播）地址、功能代码、所有要发送的数据、一错误检测域。 从设备回应消息也由协议构成，包括确认要行动的域、任何要返回的数据、和一错误检测域。如果在消息接收过程中发生一错误(无相应的功能码)，或从设备不能执行其命令，从设备将建立一错误消息并把它作为回应发送出去。 2、在对等类型网络上转输 在对等网络上，控制器使用对等技术通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。这样在单独的通信过程中，控制器既可作为主设备也可作为从设备。 在消息位，本协议仍提供了主—从原则，尽管网络通信方法是“对等”。如果一控制器发送一消息，它只是作为主设备，并期望从设备得到回应。同样，当控制器接收到一消息，它将建立一从设备回应格式并返回给发送的控制器。 3、查询—回应周期 （1）查询 查询消息中的功能代码告之被选中的从设备要执行何种功能。数据段包含了从设备要执行功能的任何附加信息。错误检测域为从设备提供了一种验证消息内容是否正确的方法。 （2）回应 如果从设备产生一正常的回应，在回应消息中的功能代码是在查询消息中的功能代码的回应。数据段包括了从设备收集的数据。如果有错误发生，功能代码将被修改以用于指出回应消息是错误的，同时数据段包含了描述此错误信息的代码。错误检测域允许主设备确认消息内容是否可用。 二、传输方式 控制器能设置传输模式为RS485串行传输，通信参数为9600，n，8,1。在配置每个控制器的时候，在一个网络上的所有设备都必须选择相同的串口参数。 地址功能代码数据数量数据1 ...….数据n CRC字节 每个字节的位 · 1个起始位 · 8个数据位，最小的有效位先发送 · 1个停止位 错误检测域 · CRC(循环冗余码校验) 三、消息帧
GNSS 导航芯片输出 NEMA 协议解析 1． NEMA 协议的由来 NMEA 协议是为了在不同的 GPS （全球定位系统）导航设备中建立统一的 BTCM （海事无线电技术委员会）标准，由美国国家海洋电子协会（ NMEA-The National Marine Electronics Associa-tion ）制定的一套通讯协议。GPS接收机根据NMEA-0183 协议的标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到 PC 机、PDA 等设备。 NMEA-0183 协议是 GPS 接收机应当遵守的标准协议，也是目前 GPS 接收机上使用最广泛的协议，大多数常见的GPS接收机、GPS数据处理软件、导航软件都遵守或者至少兼容这个协议。 NMEA-0183 协议定义的语句非常多，但是常用的或者说兼容性最广的语句只有$GPGGA $GPGSA 、 $GPGSV 、 $GPRMC 、 $GPVTG 、 $GPGLL 等。下面给出这些常用 NMEA-0183 语句的字段定义解释。$GPGGA 例： $GPGGA,092204.999,4250.5589,S,14718.5084,E,1,04,24.4,19.7,M,,,,0000*1F 字段 0： $GPGGA ，语句 ID，表明该语句为 Global Positioning System Fix Data （GGA ）GPS 定位信息 字段 1 ： UTC 时间， hhmmss.sss ，时分秒格式 字段 2：纬度 ddmm.mmmm ，度分格式（前导位数不足则补 0） 字段3:纬度N （北纬）或S （南纬） 字段 4 ：经度 dddmm.mmmm ，度分格式（前导位数不足则补 0 ） 字段 5: 经度 E（东经）或 W（西经） 字段 6: GPS 状态， 0=未定位， 1=非差分定位， 2=差分定位， 3=无效 PPS ， 6=正在估算 字段 7: 正在使用的卫星数量（ 00 - 12 ）（前导位数不足则补 0） 字段 8 : HDOP 水平精度因子（ 0.5 - 99.9 ） 字段 9: 海拔高度（ -9999.9 - 99999.9 ） 字段 10: 地球椭球面相对大地水准面的高度 字段 11 : 差分时间（从最近一次接收到差分信号开始的秒数，如果不是差分定位将为空） 字段 12: 差分站 ID 号 0000 - 1023 （前导位数不足则补 0，如果不是差分定位将为空） 字段 13: 校验值
RIP路由协议（Routing Information Protocols，路由信息协议）是使用最广泛的距离向量协议，它是由施乐（Xerox）在70年代开发的。当时，RIP是XNS （Xerox Network Service，施乐网络服务）协议簇的一部分。TCP/IP版本的RIP是施乐协议的改进版。RIP最大的特点是，无论实现原理还是配置方法，都非常简单。 度量方法RIP的度量是基于跳数（hops count）的，每经过一台路由器，路径的跳数加一。如此一来，跳数越多，路径就越长，RIP算法会优先选择跳数少的路径。RIP支持的最大跳数是15，跳数为16的网络被认为不可达。 路由更新RIP路由协议中路由的更新是通过定时广播实现的。缺省情况下，路由器每隔30秒向与它相连的网络广播自己的路由表，接到广播的路由器将收到的信息添加至自身的路由表中。每个路由器都如此广播，最终网络上所有的路由器都会得知全部的路由信息。正常情况下，每30秒路由器就可以收到一次路由信息确认，如果经过180秒，即6个更新周期，一个路由项都没有得到确认，路由器就认为它已失效了。如果经过240秒，即8个更新周期，路由项仍没有得到确认，它就被从路由表中删除。上面的30秒，180秒和240秒的延时都是由计时器控制的，它们分别是更新计时器（_updateTimer）、无效计时器（Invalid Timer）和刷新计时器（Flush Timer）。 路由循环距离向量类的算法容易产生路由循环，RIP路由协议是距离向量算法的一种，所以它也不例外。如果网络上有路由循环，信息就会循环传递，永远不能到达目的地。为了避免这个问题，RIP等距离向量算法实现了下面4个机制。 水平分割（split horizon）。水平分割保证路由器记住每一条路由信息的来源，并且不在收到这条信息的端口上再次发送它。这是保证不产生路由循环的最基本措施。 毒性逆转（poison reverse）。当一条路径信息变为无效之后，路由器并不立即将它从路由表中删除，而是用16，即不可达的度量值将它广播出去。这样虽然增加了路由表的大小，但对消除路由循环很有帮助，它可以立即清除相邻路由器之间的任何环路。 触发更新（trigger update）。当路由表发生变化时，更新报文立即广播给相邻的所有路由器，而不是等待30秒的更新周期。同样，当一个路由器刚启动RIP 路由协议时，它广播请求报文。收到此广播的相邻路由器立即应答一个更新报文，而不必等到下一个更新周期。这样，网络拓扑的变化会最快地在网络上传播开，减少了路由循环产生的可能性。 抑制计时（holddown timer）。一条路由信息无效之后，一段时间内这条路由都处于抑制状态，即在一定时间内不再接收关于同一目的地址的路由更新。如果，路由器从一个网段上得知一条路径失效，然后，立即在另一个网段上得知这个路由有效。这个有效的信息往往是不正确的，抑制计时避免了这个问题，而且，当一条链路频繁起停时，抑制计时减少了路由的浮动，增加了网络的稳定性。 即便采用了上面的4种方法，路由循环的问题也不能完全解决，只是得到了最大程度的减少。一旦路由循环真的出现，路由项的度量值就会出现计数到无穷大（_countto Infinity）的情况。这是因为路由信息被循环传递，每传过一个路由器，度量值就加1，一直加到16，路径就成为不可达的了。RIP路由协议选择16作为不可达的度量值是很巧妙的，它既足够的大，保证了多数网络能够正常运行，又足够小，使得计数到无穷大所花费的时间最短。 邻居有些网络是NBMA（Non-Broad_cast MultiAccess，非广播多路访问）
GPS卫星定位接收器的NMEA协议解析 GPS接收机只要处于工作状态就会源源不断地把接收并计算出的GPS导航定位信息通过串口传送到计算机中。前面的代码只负责从串口接收数据并将其放置于缓存，在没有进一步处理之前缓存中是一长串字节流，这些信息在没有经过分类提取之前是无法加以利用的。因此，必须通过程序将各个字段的信息从缓存字节流中提取出来，将其转化成有实际意义的，可供高层决策使用的定位信息数据。同其他通讯协议类似，对GPS进行信息提取必须首先明确其帧结构，然后才能根据其结构完成对各定位信息的提取。对于本文所使用的GARMIN GPS 天线板，其发送到计算机的数据主要由帧头、帧尾和帧内数据组成，根据数据帧的不同，帧头也不相同，主要有"$GPGGA"、"$GPGSA"、"$ GPGSV"以及"$GPRMC"等。这些帧头标识了后续帧内数据的组成结构，各帧均以回车符和换行符作为帧尾标识一帧的结束。对于通常的情况，我们所关心的定位数据如经纬度、速度、时间等均可以从"$GPRMC"帧中获取得到，该帧的结构及各字段释义如下： $GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>*hh <1> 当前位置的格林尼治时间，格式为hhmmss <2> 状态, A 为有效位置, V为非有效接收警告，即当前天线视野上方的卫星个数少于3颗。 <3> 纬度, 格式为ddmm.mmmm <4> 标明南北半球, N 为北半球、S为南半球 <5> 径度，格式为dddmm.mmmm <6> 标明东西半球，E为东半球、W为西半球 <7> 地面上的速度，范围为0.0到999.9 <8> 方位角，范围为000.0到359.9 度 <9> 日期, 格式为ddmmyy <10> 地磁变化，从000.0到180.0 度 <11> 地磁变化方向，为E 或W 至于其他几种帧格式，除了特殊用途外，平时并不常用，虽然接收机也在源源不断地向主机发送各种数据帧，但在处理时一般先通过对帧头的判断而只对"$GPRMC"帧进行数据的提取处理。如果情况特殊，需要从其他帧获取数据，处理方法与之也是完全类似的。由于帧内各数据段由逗号分割，因此在处理缓存数据时一般是通过搜寻ASCII码"$"来判断是否是帧头，在对帧头的类别进行识别后再通过对所经历逗号个数的计数来判断出当前正在处理的是哪一种定位导航参数，并作出相应的处理。 附：NMEA0183常用协议格式 说明：NMEA0183格式以“$”开始，主要语句有GPGGA，GPVTG，GPRMC等
RS485 通讯协议 RS-232与RS-422之间转换原理和接法 通常我们对于视频服务器、录像机、切换台等直接播出、切换控制主要使用串口进行，主要使用到RS-232、RS-422与RS-485三种接口控制。下面就串口的接口标准以及使用和外部插件和电缆进行探讨。 RS-232、RS-422与RS-485标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。例如：视频服务器都带有多个RS422串行通讯接口，每个接口均可通过RS422通讯线由外部计算机控制实现记录与播放。视频服务器除提供各种控制硬件接口外，还提供协议接口，如RS422接口除支持RS422的Profile 协议外，还支持Louth、Odetics、BVW等通过RS422控制的协议。 RS-232、RS-422与RS-485都是串行数据接口标准，都是由电子工业协会（EIA）制订并发布的，RS-232在1962年发布。RS-422由RS-232发展而来，为改进RS-232通信距离短、速率低的缺点，RS-422定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10Mbps，传输距离延长到4000英尺（速率低于100Kbps时），并允许在一条平衡总线上连接最多10个接收器。RS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，被命名为TIA/EIA-422-A标准。为扩展应用范围，EIA又于1983年在RS-422基础上制定了RS-485标准，增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和突保护特性，扩展了总线共模范围，后命名为TIA/EIA485-A标准。 1. RS-232串行接口标准 目前RS-232是PC机与通信工业中应用最广泛的一种串行接口。RS-232被定义为一种在低速率串行通讯中增加通讯距离的单端标准。RS-232采取不平衡传输方式，即所谓单端通讯。收、发端的数据信号是相对于信号地。典型的RS-232信号在正负电平之间摆动，在发送数据时，发送端驱动器输出正电平在+5~+15V，负电平在5~-15V电平。当无数据传输时，线上为TTL，从开始传送数据到结束，线上电平从TTL电平到RS-232电平再返回 TTL电平。接收器典型的工作电平在+3~+12V与-3~-12V。由于发送电平与接收电平的差仅为2V至3V左右，所以其共模抑制能力差，再加上双绞线上的分布电容，其传送距离最大为约15米，最高速率为20Kbps。RS-232是为点对点（即只用一对收、发设备）通讯而设计的，其驱动器负载为3kΩ~7kΩ。所以RS-232适合本地设备之间的通信。 2. RS-422与RS-485串行接口标准 （1）平衡传输 RS-422、RS-485与RS-232不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。通常情况下，发送驱动器A、B之间的正电平在+2~+6V，是一个逻辑状态，负电平在-2V~6V，是另一个逻辑状态。另有一个信号地C，在RS-485中还有一“使能”端，而在RS-422中这是可用可不用的。“使能”端是用于控制发送驱动器与传输线的切断与连接。当“使能”端起作用时，发送驱动器处于高阻状态，称作“第三态”，即它是有别于逻辑“1”与“0”的第三态。 （2）RS-422电气规定 由于接收器采用高输入阻抗和发送驱动器比RS232更强的驱动能力，故允许在相同传输线上连接多个接收节点，最多可接10个节点。即一个主设备（Master），其余为从设备（Salve），从设备之间不能通信，所以RS-422支持点对多的双向通信。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）实现。RS-422的最大传输距离为
NMEA-0183协议说明 V2.20 2004年1月 注：因本人水平有限，难免出现错，敬请修改。
1、NMEA输出报文 A. GGA –全球定位系统固定数据 $GPGGA,161229.487,3723.2475,N,12158.3416,W,1,07,1.0,9.0,M,,,,0000*18
B. GLL –地理信息——纬度/经度 $GPGLL, 3723.2475,N,12158.3416,W,161229.487,A*2C C. GSA –GNSS DOP（定位点）活动卫星 $GPGSA, A,3,07,02,26,27,09,04,15,,,,,,1.8,1.0,1.5*33
和表1.7应互换） D. GSV –GNSS DOP（定位点）活动卫星 $GPGSV,2,2,07,07,79,048,42,02,51,062,43,26,36,256,42,27,27,138,42*71
E. RMC –推荐的最小具体定位数据 $GPRMC,161229.487,A,3723.2475,N,12158.3416,W,0.13,309.62,120598,,*10
$GPVTG,309.62,T,,M,0.13,N,0,2,K*6E NMEA 输入报文提供了允许通过NMEA协议控制GPS的方法。 传输格式： 1.起始符包含3个字节，从MID100开始(Message identifier consisting of three numeric characters. Input messages begin at MID 100.)。?????? 2.具体数据，特定的数据序列…
_ MODBUS 通讯协议说明 1. 通讯相关的参数 2．通讯说明 2.1 数据格式说明 控制器采用RS-485总线，协议符合ModBus 规约，数据格式有标准MODBUS-RTU 、 非标准MODBUS-RTU(16进制)和ASC(ASC Ⅱ码)3种格式。 数据传输均采用8位数据位、1位停止位、无奇偶校验位。波特率可设为2400、4800、9600和19200 bit/s 。 通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义与RTU 通讯规约相兼容： 2.2 非标准MODBUS-RTU(16进制)数据格式详细说明 下面以RTU(16进制)数据格式进行详细说明，ASC Ⅱ码数据格式只是把16进制代码 转换成ASC Ⅱ码字符。 地址码：这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。 功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus 通讯规约定义功能号为01H 到7FH 。本控制器利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的
最高位 (比如功能码大于7FH)，则表明从机没有响应操作或发送出错。 数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。 CRC码：二字节的错误检测码。 当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务；然后把执行结果返送给发送者。返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不发送任何信息。 2.2.2 信息帧格式： （1）地址码： 地址码是信息帧的第一字节(8位)，从1到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的 从机才能响应回送。当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处。 （2）功能码： 主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。表2列出的功能码都有具体的含义及操作。 （3 数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。这些信息可以是数值、参考地址等等。例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器 的起始地址及读取长度。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。 （4）错误校验码： 主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程 中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用CRC-16校验方法。 注： 信息帧的格式都基本相同：地址码、功能码、数据区和错误校验码。 2.2.3 错误校验 参与冗余循环码（CRC）计算的包括：地址码、功能码、数据区的字节。 冗余循环码包含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。接收信息的设备再重新计算接收到信息的 CRC码，比较计算得到的CRC码是否与接收到的相符，如果两者不相符，则表明出错。 CRC码的计算方法是，先预置16位寄存器全为1。再逐步把每8位数据信息进行处理。在进行CRC码计算时只用8位数据位，起始位及停止位，如有奇偶校验位的话也包括奇偶校验位，都不参与CRC码计算。 在计算CRC码时，8位数据与寄存器的数据相异或，得到的结果向低位移一字节，用0填补最高位。再检查最低位，如果最低位为1，把寄存器的内容与预置数相异或，如果最低位为0，不进行异或运算。 这个过程一直重复8次。第8次移位后，下一个8位再与现在寄存器的内容相异或，这个过程与以上一样重复8次。当所有的数据信息处理完后，最后寄存器的内容即为CRC码值。 计算CRC码的步骤为： (1).预置16位寄存器为十六进制FFFF（即全为1）。称此寄存器为CRC寄存器； (2).把第一个8位数据与16位CRC寄存器的低位相异或，把结果放于CRC寄存器； (3).把寄存器的内容右移一位(朝低位)，用0填补最高位，检查最低位（注意：这时的最低位指移位前 的最低位，不是移位后的最低位）； (4).如果最低位为0：重复第3步(再次移位)