Протокол SDI-12 для датчиков мониторинга окружающей среды
SDI-12
Протокол SDI-12: связь датчиков с регистраторами данных. Асинхронный, низкое энергопотребление, до 62 датчиков на одной линии. Мониторинг окружающей среды.
Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
SDI 12 (Serial Digital Interface со скоростью 1200 бод) – это асинхронный протокол последовательной связи для интеллектуальных датчиков, предназначенных для мониторинга данных об окружающей среде. Эти приборы обычно потребляют мало энергии (12 вольт), используются в удаленных местах и, как правило, взаимодействуют с регистратором данных или другим устройством сбора данных. Протокол работает по клиент-серверной модели, в которой регистратор данных (устройство записи SDI 12) запрашивает данные у интеллектуальных датчиков (датчики SDI 12), каждый из которых имеет уникальный адрес.
SDI 12 (Serial Digital Interface at 1200 baud) is an asynchronous serial communications protocol for intelligent sensors that monitor environment data. These instruments are typically low power (12 volts), are used at remote locations, and usually communicate with a data logger or other data acquisition device. The protocol follows a client server configuration whereby a data logger (SDI 12 recorder) requests data from the intelligent sensors (SDI 12 sensors), each identified with a unique address.
Подробности
Связь осуществляется по одной линии передачи данных в полудуплексном режиме. Система цифровой адресации позволяет SDI-регистратору взаимодействовать с 62 отдельными датчиками. Отвечает только предварительно настроенный датчик, соответствующий этому адресу (подтверждение установления связи). Другие датчики на той же линии не будут реагировать до тех пор, пока не будут вызваны, и обычно остаются в режиме пониженного энергопотребления ("режим сна") до вызова. Электрически протокол представляет собой трехпроводное цифровое соединение: данные, земля и 12 В. Сигнал данных, использующий логические уровни 5 В, аналогичен RS-232 с тем же асинхронным байтовым кодированием. Данные в линии читаемы человеком, так как передаются в формате ASCII. Все коммуникации SDI-12 осуществляются в ASCII со скоростью 1200 бод, с 7 битами данных и битом четности. Стандарт также определяет протокол связи, позволяющий датчикам оставаться в состоянии пониженного энергопотребления до пробуждения сигналом разрыва последовательной линии, отправленным главным устройством. Первый символ каждой команды – это уникальный адрес датчика, указывающий, с каким датчиком хочет взаимодействовать регистратор. Другие датчики на шине SDI-12 игнорируют команду и возвращаются в режим ожидания с низким энергопотреблением. Протокол также предусматривает механизм повторной передачи для устранения повреждений данных. Контрольные суммы CRC были введены в протокол SDI-12 с выпуском версии 1.3. Стандарт предоставляет рекомендации по защите от переходных процессов и не требует использования конкретного типа разъема.
Communication occurs over a single data line in half duplex. The digital addressing system allows an SDI Recorder to communicate with up to 62 individual sensors. Only the pre configured sensor matching that address will respond (handshake). Other sensors on the same line will not respond until called and typically stay in "sleep mode" (low power mode), until called. Electrically the protocol is a three wire digital connection: data, ground and 12 V. The data signal, using 5V logic levels, is similar to RS 232 with the same asynchronous byte encoding. The inline data is human readable as the data is transmitted in ASCII. All SDI 12 communications are transmitted in ASCII at 1200 baud with 7 data bits and an even parity bit. The standard also specifies a communications protocol that allows sensors to remain in a low power sleep state until awoken by a serial break signal sent by the master. The first character of each command is a unique sensor address that specifies with which sensor the recorder wants to communicate. Other sensors on the SDI 12 bus ignore the command and return to low power standby mode. The protocol also specifies a retry mechanism to overcome any data corruption. CRCs were introduced to the SDI 12 protocol with release of version 1.3. The standard provides guidelines on transient protection and does not require the use of a specific connector.
Приложения
Протокол наиболее часто поддерживается гидрографическими датчиками (уровня и расхода), датчиками качества воды, метеорологическими приборами, датчиками влажности почвы и приборами для изучения физиологии растений. Реже, но также поддерживаются датчики для измерения солнечной радиации, наклона (инклинометры) и другие геофизические параметры.
The protocol is most commonly supported by hydrographic sensors (level and flow), water quality sensors, meteorological instruments, soil moisture and plant physiology. Less common but also known to be supported are sensors for the measurement of solar radiation, tilt (inclinometers), and other geophysical parameters.