用RS—232接口测试电力通讯规约

贺建忠++李权

摘 要：近年来，随着电网设备向网络化和智能化的发展，更加先进的自动化系统不断出现，给电力自动化的维护及应用提出了更多的要求。掌握设备间的数字通讯技术，是维护自动化设备的基础，通过实践测试进一步了解和掌握数字通讯技术；加深理解通讯接口与规约的关系；增加对自动化设备扩展应用的实践积累。

关键词：串口调试；PC机；串行通讯；RS-232

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）03-0180-02

近年来，工控PC机以其优越的性价比和丰富的软件资源成为自动化设备的主流机种。在电力系统得到广泛的应用，自动化系统的集中管理需要对现场数据进行采集统计，同时又要求对现场设备进行实时控制，完成各种规定操作，达到集中管理的目的。现代电力系统网络技术的一个突出特点，就是使电网系统中的所有设备连接成网，在一个核心软件管理下实现远程监控（4遥、5遥），形成一个有机的整体。这样的网络监视控制系统，极大的提高电力系统的安全性和可靠性。完成数据采集是通过计算机数据通讯完成的，要维护和扩展自动化系统的应用，必须熟悉数字通讯原理和实施过程，未来以网络为核心的分布式多点系统是发展趋势。因此用最简单的测试手段检测智能的通讯规约具有重要的现实意义。

1 实现RS232通讯的条件

测试计算机串口通讯的基本条件：一台带有RS232接口的电脑、一个能插入电脑RS232口的接头和串口测试软件。

1.1 硬件定义

串行口也是计算机的一种标准接口，PC机一般至少有两个串行口Com1和Com2。串行口不同于并行口，它的数据和控制讯息是一位接一位在一根传输线上传送的，这样串行口較并行口能够进行远距离传送信息。串行口通常使用9针D形连接器，有些老式则使用25针D形连接器。

由于CPU与接口间按并行方式传输，接口与外设之间按串行方式传输，因此，在串行接口中，要由接收移位寄存器把串行方式转换成并行方式，由发送移位寄存器把并行方式转换成串行方式。完成这种转换功能的电路叫做通用异步收发机UART。

目前RS-232是PC机与通讯工业中应用最广泛的一种串行接口。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5V～15V，负电平在-5V～-15V；在接收数据时，接收器的典型工作电平是3V～12V和-3V～-12V。串口传输数据只要有接收数据针脚和发送数据针脚就能实现，其接口定义如图1所示。（引脚说明：1-CD载波检测、2-RXD接收数据、3-TXD发送数据、4-DTR数据终端、5-GND地、6- DSR通信设备准备好、7-RTS请求发送、8-CTS允许发送、9-RI响铃指示器）。

（1）关于直连线与交叉线：直连线用于两边设备的接口定义不同的情况，比如RS232，标准的DTE与DCE设备，就可以直连，即DTE的1脚和DCE的1脚可以直接相连，因为DTE与DCE的引脚定义不同，如DTE的2脚发正好对应着DCE的2脚收，这才是可以直连的原因，这才有了直连线。而交叉线指的是，两边设备接口定义相同，那么必须设备A的2脚发对应设备B的3脚收，这样做成的线就是交叉线，现在两台计算机的网口用网线相连，需用交叉线，因为接口定义相同，但现在的网卡具有自适应功能，能够认出连接的线是直连线还是交叉线，自动完成通讯。RS232的db9接口的连接线包括三种公对母线，公对公，和母对母线。注意，这三种连接线都分别有交叉线和直连线，所以总共有6中连接线。下边的一个示例为母对母交叉线。图2是常有两种连接。

（2）区分电路中母头和公头的符号：公头为插针，母头为插孔，但有时画的不够明确，最好是根 据引脚号的顺序进行判断，大头那一侧5个引脚，若引脚1到5为从左到右的顺序则为公头，反之1到5为从右到左的顺序则为母头。公头与母头插在一起时，两者同号引脚会对插在一起。

（3）标准RS-232串口主要的3个引脚号2，3，5：pin2-RX，pin3-TX，pin5-GND。

（4）连接线连接好两个设备的串口后应保证两个串口引脚以匹配方式连接，即发送（pin3）对接收 （pin2），地对地（pin5）。而直连线同引脚号相连，故其两端必有一个是非标准接口，另一个是标准接口。交叉线内部已做交叉匹配，故其两端可同为标准接口。

（5）直连线两端的接头同号引脚直接相连，用于连接标准接口和非标准接口的两个设备，交叉线两端接头发送与接收交叉相连，用于连接两个都是标准接口的设备。

（6）设备上的RS-232端口可以是公头或母头，电脑端口都是公头。所以电脑与外设之间连接可以是 交叉线或是直连线。电脑与电脑之间连接则只能是交叉线，外设与外设之间连接则可能是交叉线或直连线。

1.2 测试软件

常见的测试软件有很多，可以网上下载串口调试助手、com调试工具等，也可自己编写简单的串口通讯代码。测试用现成的串口调试助手比较方便，多数为绿色软件无需安装，体积小使用方便，界面简单易操作易理解，能满足大多数规约测试。

2 规约测试

2.1 接口调试

首先，要在电脑上拷贝好串口调试程序，找到串口调试程序的目录双击即可运行。运行前要确定RS-232插头对应那个com。断接RS-232头的2针和3针，并插入电脑的串口。如果不确定对应在com几上，可查看电脑设备管理器中的串口com1.com2.com3等一共有几个见图3。

启动串口调试程序，如果找不到正确的com口，在串口下拉选项中选择不同的com，直到选到的com能正确打开，见图4。

其他参数设置见图5。端口设置完成后在发送区输入“hello”（不含双引号，可输入除汉字以外的文本）单击“手动发送”，接收区同时显示“hello”，如果断开RS-232头的2，3针，再次单击“手动发送”测试接收区不会显示“hello”，说明该com口调试成功，已具备接收和发送数据的功能。

2.2 通讯协议测试

将RS-232接口中的2，3，5针分别与被测试设备RS-232接口的3，2，5针连接，这时就完成了测试系统的连接。

（1）用modbus协议，读取18b20温度传感器模块数据，18b20定时发送检测到的温度数值，串口循环读取。

（2）连接10KV柱上开关智能保护单元串口，用101规约读取遥测、遥信数据，读取数据完全正确。

3 结语

两台或多台设备之间要通讯，必须有硬件和软件的支持。硬件包括信道及通讯接口，软件就是各种规约了。测试证明在RS-232串口上可用不同的通讯规约实现数据通讯。只要通过pc的串口连接智能设备的串口，使用连接设备的通讯规约，就能实现PC与智能单元的数据通讯。利用这种方法在实际工作中能提高智能设备通讯规约的检测效率，大大节约购买专用检测设备的成本。