無線 ModBus 實訓套件 應用 方案 廣州飛瑞敖電子科技有限公司 網址： 地址：廣州市番禺區番禺大道北 555號節能科技園天安科技創業大廈 101室 辦公電話：/22883231/22883198 郵編： 511400 目 錄 1產品簡介 . 1 2產品優勢及特點 . 1 3產品實物圖 . 2 4產品功能介紹 . 3 5、實驗內容 . 4 6、實驗例程 . 5 7、招標參數 . 9 1 產品 簡介 廣州飛瑞敖電子科技有限公司 IOT-S01-09型無線 ModBus實訓套件為學習者提供了一整套從動手焊接、設備調試工到代碼編寫完全自主進行的實訓產品。系統基于 433M 無線數傳模塊和無線 ModBus 協議，讓學習者對無線網絡搭建和無線網絡通信協議有一個清晰的概念。無線 ModBus 實 訓套件即可單獨完成單片機、433M 無線通信、了解 ModBus 協議數據幀格式等實驗功能；也可聯合物聯網工程信息平臺完成物聯網三層架構的整體實驗、 WIFI 通信等。 無線 ModBus 實訓套件應用拓撲圖 2 產品 優勢及特點 物聯網工程專業本身是一個硬件、軟件、通信等諸多技術相結合的專業，針對現在學生在學習過程中普遍存在的重軟輕硬的現象， 無線 ModBus 實訓套件 可以讓學生用配套 的電子元器件、 PCB 電路板根據實驗指導書一步步地完成 ModBus 主機和 ModBus 從機兩個電子設備的軟硬件綜合設計，從而實現對無線通 信、 ModBu 協議以及 物聯網技術的充分學習。 系統改變了傳統的理念教學加簡單驗證實驗的教學模式，讓學習者深入 第 - - 頁 2 2 了解技術細節，剖析技術原理； 實驗過程充分調動了學習者的思想，培養了學習者的動手能力，提高了學習者的學習興趣； 實驗過程與實際結合緊密，從實際職業需求出發，讓學習者可以提前感受實際的工作，進一步明確了學習目的，提升了學習效率； 開放性設計，系統可作為老師和學生的科研實踐設備。 3產品實物圖 無線 ModBus 實訓套件主機整裝圖 RS485 通信接口及外部DC5V 接口 WiFi 模塊 外部 DC5V電源口 433MHz 模塊 電源指示燈 WiFi 工作指示燈 WiFi 啟動OK 指示燈 CPU 接收到數據指示燈 ISP 下載口 通信選擇開關 RS232& RS485 選擇開關 RS232 通信接口 備用按鍵 第 - - 頁 3 3 無線 ModBus 實訓套件從機整裝圖 4 產品 功能 介紹 多接口數據轉發功能： IOT-S01-09 型無線 ModBus 實訓套件 最終搭建起來的網絡拓撲結構（數據流向） ， ModBus 從機上的溫濕度傳感器采集環境中的溫濕度數據通過 433MHz 無線方式傳遞給 Modbus 主機，主機從自身的 433MHz 接口處獲取數據將其通過 WiFi 轉發至上位機。 除此之外，通過調節 ModBus 主機上的“通信選擇開關”和“ RS232&RS485選擇開關” 可以實現 RS232、 RS485、 WiFi 模塊以及 433MHz 模塊的兩兩間數據通信 ，具體開關示意如表 1 所示 通信選擇開關 RS232&RS485 選擇開關 通路 左 左 433MHz 模塊與 RS232 實現通路 左 右 433MHz 模塊與 RS485 實現通路 右 左 WiFi 模塊與 RS232 實現通路 右 右 WiFi 模塊與 RS485 實現通路 通信及電源接口：可選 RS232或者 RS485 ISP 下載口 433MHz 模塊 溫濕度傳感器AM2302 按鍵： 通信指示燈 電源指示燈 第 - - 頁 4 4 中 任意 WiFi 模塊與 433MHz 模塊實現通路 表 1 ModBus 主機通信表 硬件電路設計及焊接技能的顯著提高： 由資深硬件工程師編寫的實驗“電路原理圖介紹及電路板焊接實驗”手把手的告訴用戶電路設計和實物焊接當中需要的注意事項，能夠顯著提高學生該方面的能力 5、實驗內容 實訓套 件涵蓋了硬件電路的焊接、主流單片機（ AVR 單片機）的基本操作、433MHz 無線芯片 CC1101 的基本操作、溫濕度傳感器的數據讀取、 ModBus 協議的學習與應用等實驗內容，從各方面提高學習者的能力。 具體實驗如下： 實驗 1、 電路原理圖介紹及電路板焊接實驗 實驗 2、 AVR 單片機 IO 口實驗 實驗 3、 AVR 單片機定時器及中斷實驗 實驗 4、 串口通信實驗 實驗 5、 433MHz 無線通信實驗 實驗 6、 溫濕度傳感器實驗 實驗 7、 基于 ModBus 協議的無線溫濕度采集實驗 第 - - 頁 5 5 6、 實驗例程 6.1 實驗 2、 AVR 單片機 IO 口實驗 6.1.1 實驗目的 1.學習 ATMEL 公司的 AVR 單片機基本知識。 2.學習 AVR 單片機的 I/O 口操作。 6.1.2 實驗步驟 Step 1 I/O 端口介紹 ATmega8 的 I/O 端口都具有一讀一改一寫的功能，也即當我們用指令改變某些引腳的方向時不會無意地改變其他引腳的方面。輸出緩沖器具有對稱的驅動能力，可以輸出或者吸收大電流，可以直接驅動 LED。所有的端口引腳具有與電源無關的上拉電阻。每個端口都有三個 I/O 存儲器地址：數據寄存器（ PORTx)、數據方向寄存器（ DDRx）和端口輸 入引腳（ PINx)，其中小寫“ x”表示端口的序號。 數據寄存器和數據方向寄存器為讀 /寫寄存器，而端口輸入寄存器為只讀寄存器，但是要特別注意的是對于 PINx 寄存器某一位寫入邏輯“ 1”將造成數據寄存器相應位的數據發生“ 0”和“ 1”的交替變化。當寄存器 MCUCR 的上拉禁止位 PUD置位時，所有端口引腳的上拉電阻都被禁止。 Step 2 配置引腳介紹 每個端口引腳都具有 3 個寄存器： DDxn、 PORTxn、 PINxn， DDxn 位于 DDRx 寄存器， PORTxn 位于 PORTx 寄存器， PINxn 位于 PINx 寄存器。 DDxn 用來選擇引腳的方向， DDxn 為“ 1”時， Pxn 配置為輸出，否則配置為輸入。引腳配置為輸入時，若 PORTxn 為“ 1”，上拉電阻將使能。如果需要關閉這個上拉電阻，可以將 PORTxn 清零，或者將這個引腳配置為輸出。另外有部分引腳是有第二功能的。 Step 3 配置引腳說明 DDRx 為端口方向寄存器，當 DDRx 的某一位置 1時相應的引腳作為輸出使用，反之設為 0時則為輸入。 DDRB = 0x0F； /此語句把 PB 端口的 PB0PB3 設為輸出， PB4PB7 設為輸入。 PORTx 為端口數據寄存器，如果引腳設為輸出 ，則對 PORTx 進行寫操作即改變引腳的輸出值。 第 - - 頁 6 6 DDRB = 0xFF； /將 PB 端口的 PB0PB7 位設為輸出 PORTB = 0x33； /PB 口輸出 0011 0011 DDRB = 0x00； /將 PB 口的全部端口設為輸入 PORTB = 0xF0； /PB0PB3 位不設上拉，無信號輸入時處于高阻態。 PB4PB7 位設為上拉， /無信號輸入時處于高電平。 PINx 是相應的端口輸入引腳地址。如果希望讀取引腳的邏輯電平值，一定要讀取 PINx,而不是 PORTx。注意： PINx 是只讀的，不能賦值。 DDRB = 0x00； /設置 PB 口的 PB0PB7 為輸入 PORTB = 0xFF； /PB 口全部設為上拉，無信號輸入時處于高電平 Data = PINB； /將 PB 口的引腳信號讀入到變量 Data 中 下面簡述如果對 PB 口的某一個引腳進行 C 語言的設置方法 PORTB = (1 PB7) | ( ）（ ）（ PB0)； / 定義上拉電阻和設置高電平輸出 DDRB = (1 DDB3) | (1 ）（ ）（ ）； 定義口的端口引腳方向 Step 4 實驗代碼解析 本實驗代碼實現 PC4 端口間隔約 200mS 的閃爍。電路如下圖所示： #include Config.h /包含自定義的頭文件 /* * 晶振頻率 ：選取用 RC 8MHz * 文件名 ： Main.c * 功能說明 ： AVR 的 IO口演示實驗 第 - - 頁 7 7 * 制作 ： * 技術支持 ：QQ ： 1329958919 * 變更記錄 ： 2013.01.10 * 變更內容 ：新建造 */ void delay(unsigned int s)； /聲明 delay 函數，注意如果函數在 main 函 /數以后實現的話一般在 main 函數之前聲明， /即函數 是先聲明后使用；如果你把函數的實現 /放在 main 之前則可以不用再聲明 /* /函數名： main(void) /輸入：無 /輸出：無 /功能描述：實現 ATmega8 的 PC4 端連接的 LED 間隔閃爍，演示 IO 口操作 /* void main(void) DDRC = 0xff； /定義 PC 口的全部端口為輸出 1111 1111 PORTC = 0xEf； /定義 PC 口初始化為 1110 1111 其中 PC4 為 0，即低電 /平 ,/無線 ModBus 從機電路中， PC4 為低電平，那么加在 第 - - 頁 8 8 /LED2 上的 5V正向電壓就將形成從高到底的流向而使 LED2 亮，反之為滅 while(1) /死循環開始 PORTC = 0xFF； /使得 PC4 輸出高電平 delay(6000)； /延時約 200mS PORTC = 0xEF； /使得 PC4 輸出低電平 delay(6000)； /延時約 200mS /* /函數名： delay(unsigned int s) /輸入：時間 /輸出：無 /功能描述：普通廷時 ,內部測試用 /* void delay(unsigned int s) unsigned int i； for(i=0； is； i+)； /for 循環語句 for(i=0； is； i+)； 第 - - 頁 9 9 7、招標參數 設備清單及技術參數 序號 系統名稱 設備 名稱 數量 單位 主要技術參數及備注 1 無線ModBus實訓 套件 硬件 資源 1 套 1、 無線 ModBus 主機 *1 有線接口類型： RS232， RS485； 接口速率： 1200115200bps； 接口輸入電壓： 512V； 工作電流： 350mA； 存儲溫度： 4080； 2、無線 ModBus 從機 *1 接口類型： RS232； 接口速率： 1200115200bps； 接口輸入電壓： 512V； 工作電流： 50mA； 存儲溫度： -40 80； 外形尺寸： 59*39mm； 傳感器分辨率：濕度 0.1%RH，溫度 0.1； 傳感器精度：濕度 2%RH，溫度 0.5； 傳感器量程：濕度 199%RH，溫度 -4080； 相應時間：最小 2S； 3、 WiFi 模塊 *1 無線標準： IEEE802.11b/g； 頻率范圍： 2.4122.484GHz； 接收靈敏度： -86dBm11Mbps -71dBm54Mbps； 調制方式： DSSS， OFDM， DBPSK， DQPSK， CCK，QAM16/64； 輸出功率： 18dbm802.11b， 15dbm802.11g； 第 - - 頁 10 10 無線接口： IPX； 網絡類型： Infra/Adhoc ； 安全機制： WEP/WPA-PSK/WPA2-PSK； 加密類型： WEB64/WEP128/TKIP/CCMP； 工作模 式： 自動 /命令； 串口命令： AT+指令集； 網絡協議： TCP/UDP/HTTP/ARP 等； 最大 Socket 連接： 15； 4、無線數傳模塊 *2 工作頻率：免費的 ISM 頻段的 433MHz； 工作速率：最大 500kbps； 調制模式： 2-FSK、 GFSK、 MSK； 波特率： 120019200bps