蓄电池监测系统集中器与主站的通讯规约

蓄电池监测系统集中器与主站的通讯规约1.10（MODBUS规约地址空间及通讯策略约定）讨论版（编写：邢进春）注意：计算机内的存储顺序为低字节在前，规约发送顺序高字节在前，串口通讯方式的CRC校验码发送顺序低字节在前。说明:修改了充电监察定值及当前数据中的内容。1、 通讯接口a) 采用TCP方式通讯，集中器作为服务器端，建立侦听端口；主机作为客户端，建立与集中器的连接。b) IP地址、子网掩码、通讯网关缺省采用(192.168.0.100;255.255.255.0;192.168.0.1)。通讯端口缺省采用502。可以通过修改定值更改以上定值，更改通讯地址或端口号后需要复位通讯连接（通讯主机也可能需要复位），然后用新地址和端口重新建立连接。c) 为将来可能采用串口进行MODBUS通讯做好考虑。2、 报文响应a) MODBUS规约集中器作为从机，主站计算机作为主机。根据IP地址进行连接，采用一对一的方式进行通讯。集中器地址缺省为1（可修改）。b) 集中器两种通讯方式：i. 单播通讯：主机向集中器发送请求包，集中器经过处理回送应答包。ii. 广播通讯：主机向所有从机发送请求包，从机进行相应处理，不会送应答包。地址0作为广播数据专用地址。c) 功能码：本规约只支持两个功能码：0x03:读多个寄存器数据。0x10:写多个寄存器数据。3、 设备对象本集中器管理多种对象，集中器本身作为一个对象，命名为“通讯设备”，下面管理多个附属对象，包括“电池串”，“充电机”，“开入装置”，“开出装置”，“绝缘监察装置”，“放电装置”等。其中，通讯设备的定值中，确定了本机管理多少个附属对象。设备对象示意图4、 地址空间设备对象整体地址划分如下：对象地址范围备注MODBUS通讯设备0x00000x01ff集中器本身电池串0x02000x1fff充电机0x20000x27ff开入装置0x28000x2fff开出装置0x30000x37ff绝缘监察0x38000x3fff放电装置0x40000x47ff备用0x48000xffff以下分别描述地址、内容、通讯过程。5、 通讯设备a) 定值具体定义如下：内容地址说明写保护0x00002字节（写）复位集中器以下依次加12字节（写）应用写定值22字节（写）年月3集中器当前时间，可读/写，写操作为集中器对时日时4分秒5电池串序号62字节 指定当前电池串，取值范围（0N-1）充电机序号2字节 指定当前操的序号开入装置序号2字节 指定当前操的序号开出装置序号2字节 指定当前操的序号绝缘监察序号2字节 指定当前操的序号放电装置序号2字节 指定当前操的序号以下为定值装置名称0x002032字节IP地址0x00304字节子网掩码0x00324字节网关0x00344字节MAC地址0x00366字节通讯端口0x00392字节 缺省值502是否发送短信0x003A2字节 手机号码10x003B16字节 手机号码为空则不发手机号码20x004316字节手机号码30x004B16字节短信中心号码0x005316字节Modbus地址0x00542字节 缺省值为1电池串数以下依次加12字节 N充电机数2字节开入装置数2字节开出装置数2字节绝缘监察数2字节放电装置数2字节擦除所有报告0x00fe2字节 只写版本号0x00ff2字节 只读版本号为只读信息，标示程序版本，用于后台程序兼容各个时期的差异。高位字节为主版本号，低位字节为子版本号；取值都是1255。对通讯程序的重大修改，变动主版本号；较小的修改，变动子版本号。b) 写保护控制：“写保护”作为规约修改所有定值的总开关，上电缺省值为0x0，禁止修改所有定值（电池串序号、充电机序号、开入装置序号、开出装置序号、绝缘监察序号、放电装置序号 在读取数据时也需要用于切换装置，不需要写保护，查询报告数目时写入的时间段数据也不需要写保护），写入0xAA55后允许修改定值，在30分钟内没有修改定值通讯报文，自动切换回禁止修改状态(0x0)。c) 复位集中器：（需要写保护）“复位集中器”用于使集中器复位，在打开写保护的情况下，向该地址写入0x55AA，触发集中器复位。d) 擦除所有报告：（需要写保护）“擦除所有报告”用于擦除本集中器保存的所有报告，在打开写保护的情况下，向该地址写入0x55AA，触发擦除所有报告。e) 应用写定值：（需要写保护）“应用写定值”用于触发把内存定值写入Flash的动作,向该地址写入0xAA55，触发烧写操作。f) 修改定值步骤：i. 第一步、打开写保护ii. 第二步、写入定值数据iii. 第三步、应用写定值iv. 第四步、关闭写保护g) 告警记录定义如下：内容地址说明年月0x0100起始时间（写入）日时0x0101分秒以下依次加1年月结束时间（写入）日时分秒告警次数N（读取）读取序号0 N-1（写入）年月本次告警时间日时分秒告警代码含有电压温度信息标志0含有内阻信息标志0告警内容140字节，短信内容或“短信发送失败”等信息告警代码11000为主集中器通讯设备告警用，10012000为电池串告警用，20013000为充电机告警用。告警代码如下表告警代码值含义0001Flash芯片错误0002校验和错误0003继电器自检错误0004主机读取告警记录的策略为：首先写入起始时间和结束时间，由集中器查询此时间段内存在的告警记录数目N。然后主机读取告警次数N，确定有多少条记录。然后主机写读取序号，确定要读取的记录编号（此时间段内最早的一条记录序号为0，最后一条记录序号为N-1）。最后主机读取本次告警时间、告警代码和告警内容。6、 电池串首先通过写电池组序号，确定映射哪一个电池串，然后与指定电池串通讯。a) 定义，电池串主要包括：定值、当前数据、历史数据、告警记录4部分i. 定值内容地址说明应用写定值0x02002字节以下为定值电池串名称0x020130字节串口号0x02102字节通讯地址0x0211电池个数以下依次加1电池类型32、6、12模块类型41、2、6额定容量5标称内阻6微欧电压上限值173位小数电压上限值283位小数电压下限值193位小数电压下限值2A3位小数温度上限值B2位小数温度下限值C2位小数内阻上限值D整数容量下限值E1位小数电压差上限值f3位小数内阻变化率上限值20整数放电电流上限值12位小数充电电流上限值22位小数充电电流下限值32位小数浮充电流上限值42位小数总电压上限值1位小数总电压下限值1位小数纹波系数上限值2位小数 %内阻采样间隔整数 分钟正常电压采样间隔整数 分钟 温度与电压同步采样充放电电压采样间隔整数 分钟 温度与电压同步采样终止放电总电压值1位小数终止放电单体电压值3位小数终止放电时间整数 分钟终止放电温度2位小数终止放电电流2位小数。手工启动内阻测量0x02fc2字节 只写内阻测量状态0x02fd2字节 只读擦除所有报告0x02fe2字节 只写版本号0x02ff2字节 只读修改定值、擦除报告步骤可以参考通讯设备，不同之处在于“应用写定值”操作不但把定值数据写入Flash，还要通过串口发给下位机。b) 手工启动内阻测量：（不需要写保护）“手工启动内阻测量”用于根据实际需要，在计划的内阻测量之外，临时进行一次所有电池的内阻测量操作，写0x55AA启动测量。“内阻测量状态”用于标示内阻测量过程，正在进行内阻测量时，读取为“1”，不测量时读取为“0”。i. 当前数据电压值：内容地址说明年月0x0300日时0x0301分秒以下依次加1采样序号电池串状态总电压1位小数总电流2位小数纹波系数2位小数 %电池数电池电压13位小数电池电压23位小数电池电压33位小数.电池电压N3位小数温度值：内容地址说明年月0x0400日时0x0401分秒以下依次加1采样序号电池串状态总电压1位小数总电流2位小数纹波系数2位小数 %电池数电池温度12位小数电池温度22位小数电池温度32位小数.电池温度N2位小数状态值：内容地址说明年月0x0500日时0x0501分秒以下依次加1采样序号总电压状态总电流状态电池串状态电池数电池状态1电池状态2电池状态3.电池状态N内阻值：内容地址说明年月0x0600日时0x0601分秒以下依次加1采样序号电池串状态总电压1位小数总电流2位小数纹波系数2位小数 %电池数电池内阻1整数电池内阻2整数电池内阻3整数.电池内阻N整数内阻变化率值：内容地址说明年月0x0700日时0x0701分秒以下依次加1采样序号电池串状态总电压1位小数总电流2位小数纹波系数2位小数 %电池数电池内阻变化率1整数电池内阻变化率2整数电池内阻变化率3整数.电池内阻变化率N整数容量值：内容地址说明年月0x0800日时0x0801分秒以下依次加1采样序号电池串状态总电压1位小数总电流2位小数纹波系数2位小数 %电池数电池容量11位小数电池容量21位小数电池容量31位小数.电池容量N1位小数电池状态字节定义：位含义B0电池电压越上限1B1电池电压越上限2B2电池电压越下限1B3电池电压越下限2B4电池温度越上限B5电池温度越下限B6电池电阻越上限B7电池电阻越下限B8电池容量越下限B9电池电压差越上限B10电池内阻变化率越上限B11B12B13B14B15通信失败总电压、总电流状态、电池串状态字节定义：位含义B0总电压越上限B1总电压越下限B2充电电流越上限B3充电电流越下限B4放电电流越上限B5纹波系数越上限B6正在充电B7正在放电B8浮充状态B9电池故障B10正在测量内阻0X0400B11B12B13B14B15通信失败ii. 历史数据内容地址说明年月0x0900起始时间日时0x0901分秒以下依次加1年月结束时间日时分秒采样次数读取序号主机读取历史数据的策略为：首先写入起始时间和结束时间，由集中器查询此时间段内存在的采样记录数目N。然后主机读取采样次数N，确定有多少条记录。然后主机写读取序号，确定要读取的记录编号（此时间段内最早的一条记录序号为0，最后一条记录序号为N-1）。然后从以下地址分别读取本次采样的电压、温度、电阻等数据。电压值：内容地址说明年月0x0A00日时0x0A01分秒以下依次加1采样序号电池串状态总电压1位小数总电流2位小数纹波系数2位小数 %电池数电池电压13位小数电池电压23位小数电池电压33位小数.电池电压N3位小数温度值：内容地址说明年月0x0B00日时0x0B01分秒以下依次加1采样序号电池串状态总电压1位小数总电流2位小数纹波系数2位小数 %电池数电池温度12位小数电池温度22位小数电池温度32位小数.电池温度N2位小数内阻值：内容地址说明年月0x0C00日时0x0C01分秒以下依次加1采样序号电池串状态总电压1位小数总电流2位小数纹波系数2位小数 %电池数电池内阻1电池内阻2电池内阻3.电池内阻Niii. 告警记录内容地址说明年月0x1000起始时间日时0x1001分秒以下依次加1年月结束时间日时分秒告警次数读取序号年月本次告警时间日时分秒告警代码（子集中器产生）含有电压温度信息标志（子集中器产生）含有内阻信息标志（子集中器产生）告警内容140字节，短信内容或“短信发送失败”等信息告警代码11000为主集中器通讯设备告警用，10012000为电池串告警用，20013000为充电机告警用。电池串告警代码如下表告警代码值含义1001电池电压越上限21002电池电压越下限21003电池电压越上限11004电池电压越下限11005电池电压差越上限1006电池温度越上限1007电池温度越下限1008通信失败1009电池容量越下限1010电池电阻越上限1011电池内阻变化率越上限1012总电压越上限1013总电压越下限1014纹波系数越上限1015放电电流越上限1016充电电流越上限1017充电电流越下限1018正在充电(开始充电)1019停止充电1020正在放电(开始放电)1021浮充状态1022手动停止放电1023达到截止时间停止放电1024达到截止电压停止放电1025达到截止温度停止放电1026电池故障1013开入量变位电池串复归告警代码统一为1000.主机读取告警记录的策略为：首先写入起始时间和结束时间，由集中器查询此时间段内存在的告警记录数目N。然后主机读取告警次数N，确定有多少条记录。然后主机写读取序号，确定要读取的记录编号（此时间段内最早的一条记录序号为0，最后一条记录序号为N-1）。最后主机读取本次告警时间、告警代码和告警内容，并从以下地址分别读取与本次告警相关的电压、温度、电阻、状态等数据。告警相关的电压、温度、状态、内阻格式与以上定义相同，只是起始地址不同，如下表内容起始地址说明告警时电压0x1100告警时温度0x1200告警时内阻0x1300告警代码是与告警内容对应的一个数字，具有一一对应关系。7、 充电监察 0x20000x27ff首先通过写充电监察序号，指定当前操作对象，然后与相应充电监察设备通讯。定义，充电监察主要包括：定值、当前状态（数据）2部分i. 定值内容地址说明应用写定值0x20002字节以下为定值名称0x200130字节串口号以下依次加12字节通讯地址总电流系数0x20042字节XXXX(X.XXX)总电压系数0x20052字节 XXXX(X.XXX)状态控制0xAA55 开始充电，0X55AA 停止充电擦除所有报告0x20fe2字节 只写版本号0x20ff2字节 只读修改定值步骤可以参考通讯设备，不同之处在于“应用写定值”操作还要把定值数据写入Flash。ii. 当前数据内容地址说明年月0x21002字节日时以下地址加1分秒2采样序号3当前状态0x21040：没充电；1：正在充电 只读输出电压5输出电流输出稳压精度输出稳流精度输出纹波系数8、 开入装置首先通过写开入量模块序号，指定当前操作的开入量模块，然后与开入量模块通讯，没有历史记录，每变位一次生成一个告警事件。a）定义，开入模块主要包括：定值、当前数据、告警记录1、定值：内容地址说明应用写定值0x28002字节以下为定值开入量模块名称0x280130字节 串口号以下地址连续设置每2字节占用一个地址2字节通讯地址2字节开入量1名称16个字节开入量2名称16个字节开入量3名称16个字节开入量4名称16个字节开入量5名称16个字节开入量6名称16个字节开入量7名称16个字节开入量8名称16个字节擦除所有报告0x28fe2字节 只写版本号0x28ff2字节 只读2、 当前状态 内容地址说明年月0x29002字节日时以下地址加1分秒采样序号开入状态占低位字节 1字节3、 告警记录内容地址说明年月0x2A00起始时间日时1以下地址加1分秒2年月3结束时间日时4分秒5告警次数6读取序号7年月8本次告警时间日时分秒告警代码告警代码就是变位的通道及变位方向组合含有电压温度信息标志0含有内阻信息标志0告警内容140字节，短信内容9、 开出装置首先通过写开出量模块序号，指定当前操作的开出量模块，然后与开出量模块通讯，没有历史记录，每动作一次生成一个告警事件。a）定义，开入模块主要包括：定值、当前数据、告警记录1、定值：内容地址说明应用写定值0x30002字节以下为定值开出量模块名称0x300130字节 串口号0x30102字节通讯地址0x30112字节开出量1级别0x3012扰动级=1；告警级=2；事故级=3开出量2级别0x3013扰动级=1；告警级=2；事故级=3开出量1名称0x301416个字节开出量2名称0x301C16个字节擦除所有报告0x30fe2字节 只写版本号0x30ff2字节 只读4、 当前状态 内容地址说明年月0x31002字节日时以下地址加1分秒2采样序号3开出1状态4占低位字节 1字节开出2状态占低位字节 1字节5、 告警记录内容地址说明年月0x3200起始时间日时以下地址加1分秒年月结束时间日时分秒告警次数读取序号年月本次告警时间日时分秒告警代码告警代码就是变位的位置及变位方向组合序号含有电压温度信息标志0含有内阻信息标志0告警内容140字节，短信内容10、 绝缘监察 0x38000x3fff首先通过写绝缘装置序号，指定当前操作的绝缘装置，然后与相应绝缘装置通讯。定义，绝缘装置主要包括：定值、当前数据、告警3部分i. 定值内容地址说明应用写定值0x38002字节以下为定值绝缘装置名称0x380130字节串口号以下依次加12字节通讯地址擦除所有报告0x38fe2字节 只写版本号0x38ff2字节 只读修改定值步骤可以参考通讯设备，不同之处在于“应用写定值”操作还要把定值数据写入Flash。ii. 当前数据内容地址说明年月0x39002字节日时以下地址加1分秒2采样序号3正母线绝缘电阻0x3904负母线绝缘电阻正母线电压值副母线电压值母线总电压iii. 告警记录内容地址说明年月0x3A00起始时间日时以下地址加1分秒2年月3结束时间日时4分秒5告警次数6读取序号7年月8本次告警时间日时9分秒告警代码含有电压温度信息标志0含有内阻信息标志0告警内容140字节，短信内容11、 放电装置首先通过写放电装置序号，确定映射哪一个放电装置，然后与指定放电装置通讯。a) 定义，放电装置主要包括：定值、当前数据2部分i. 定值内容地址说明应用写定值0x40002字节以下为定值放电装置名称0x400130字节串口号以下依次加12字节通讯地址终止放电电压1位小数放电时间分钟放电电流1位小数放电电池串号0x40fb状态控制0x40fc0xAA55 启动放电，0X55AA 停止放电当前状态0x40fd0：没放电；1：正在放电擦除所有报告0x40fe2字节 只写版本号0x40ff2字节 只读修改定值步骤可以参考通讯设备，不同之处在于“应用写定值”操作不但把定值数据写入Flash，还要通过串口发给下位机。对“放电电池串号”进行写操作，完成对第一串或者第二串电池串的切换。对“状态控制”进行写操作，完成对启动放电和终止放电的切换。12、 总电压总电流模块 0x50000x50ff 赛赛加首先通过写总电压总电流模块序号，指定当前操作对象，然后与相应总电压总电流模块通讯。定义，总电压总电流模块主要包括：定值、当前状态（数据）2部分i. 定值内容地址说明应用写定值0x50002字节以下为定值名称0x500130字节串口号以下依次加12字节通讯地址0x501f总电流系数0x50202字节XXXX(X.XXX)总电压系数0x50212字节 XXXX(X.XXX)擦除所有报告0x50fe2字节 只写版本号0x50ff2字节 只读修改定值步骤可以参考通讯设备，不同之处在于“应用写定值”操作还要把定值数据写入Flash。ii. 当前数据内容地址说明采样序号0x5100总电压以下地址加1总电流0x5102电压纹波系数0x5103环境温度0x5104