СОИ-12
SDI-12 (последовательный цифровой интерфейс со скоростью 1200 бод) — это протокол асинхронной последовательной связи для интеллектуальных датчиков, которые отслеживают данные окружающей среды. Эти приборы обычно имеют малое энергопотребление (12 В), используются в удаленных местах и обычно обмениваются данными с регистратором данных или другим устройством сбора данных. Протокол соответствует конфигурации клиент-сервер, при которой регистратор данных (регистратор SDI-12) запрашивает данные от интеллектуальных датчиков (датчиков SDI-12), каждый из которых имеет уникальный адрес. [ 1 ]
История
[ редактировать ]Первая версия SDI-12 была выпущена в 1988 году. Она была разработана коалицией, в которую входили США Геологической службы Центр гидрологических приборов (HIF) и группа частных компаний. [ 2 ]
Спецификация SDI-12 поддерживается некоммерческой корпорацией под названием SDI-12 Support Group. Последнее обновление (версия 1.4) было сделано в июле 2016 года. [ 3 ] Самая последняя версия спецификации SDI-12 (по-прежнему версия 1.4 с пояснениями) была выпущена 30 января 2021 года.
Версии
[ редактировать ]Версия 1.0 была выпущена в 1988 году.
Версия 1.1 была выпущена в 1994 году. Это была переписанная и уточненная спецификация версии 1.0 по контракту между NR Systems Майкла Яблонски (dba Natural Resources Consulting) и Campbell Scientific . [ 2 ] [ 4 ]
Версия 1.2 была выпущена в апреле 1996 года. Она определяет: [ 3 ]
- Команда одновременного измерения (AC!)
- Команда запроса адреса (?!)
- Команда смены адреса (aAb!)
- Команда непрерывного измерения (aR[0-9]!)
Версия 1.3 была выпущена в апреле 2000 года и определяет: [ 3 ]
- Циклическая проверка избыточностью (CRC) для проверки данных
- Характеристики электрического интерфейса, такие как количество проводников, логические уровни и переходы напряжения, а также полное сопротивление линии.
- Протокол связи, такой как средства установления связи с конкретным адресом (датчиком), набор команд измерения, поведение реакции датчика, формат байтового кадра и разрешенные символы.
- Требования к времени, такие как продолжительность состояния перерыва, используемого для пробуждения датчиков, минимальное время между сообщениями и продолжительность времени, прежде чем датчик перейдет в состояние пониженного энергопотребления.
Версия 1.4 была выпущена в июле 2016 года и определяет: [ 3 ]
- Команды большого объема (aHA! для ASCII и aHB! для двоичного формата), которые позволяют возвращать до 999 параметров от датчика.
- Команды метаданных (aIM!), которые предоставляют метаданные об измерении, такие как имя параметра и единицы измерения.
Преимущества
[ редактировать ]Спецификация описывает ряд преимуществ, включая
- Взаимозаменяемость датчиков без перепрограммирования устройств сбора данных
- Питание на датчики подается через интерфейс
- Возможность реализации алгоритмов самокалибровки внутри самого датчика и использования недорогих EEPROM для хранения информации.
- Применимость обучения SDI-12 к различным датчикам и регистраторам данных.
Спецификация SDI-12 находится в открытом доступе . [ 5 ]
Недостатки
[ редактировать ]- Специальный электрический интерфейс (линия последовательной передачи данных, линия заземления и линия 12 В)
- Скорость передачи ограничена 1200 бод.
Подробности
[ редактировать ]Связь происходит по одной линии передачи данных в полудуплексном режиме . Система цифровой адресации позволяет SDI-рекордеру обмениваться данными с 62 отдельными датчиками. Только предварительно настроенный датчик, соответствующий этому адресу, ответит (подтверждение связи). Другие датчики на той же линии не будут отвечать, пока их не вызовут, и обычно остаются в «спящем режиме» (режиме пониженного энергопотребления) до тех пор, пока не будут вызваны.
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. Встроенные данные удобочитаемы для человека, поскольку данные передаются в формате ASCII.
Все сообщения SDI-12 передаются в формате ASCII со скоростью 1200 бод с 7 битами данных и битом четности. Стандарт также определяет протокол связи, который позволяет датчикам оставаться в состоянии сна с низким энергопотреблением до тех пор, пока они не будут пробуждены сигналом последовательного прерывания, отправленным ведущим устройством. Первый символ каждой команды представляет собой уникальный адрес датчика, указывающий, с каким датчиком хочет связаться регистратор. Другие датчики на шине SDI-12 игнорируют команду и возвращаются в режим ожидания с низким энергопотреблением. Протокол также определяет механизм повтора для предотвращения любого повреждения данных. CRC были введены в протокол SDI-12 с выпуском версии 1.3.
Стандарт содержит рекомендации по защите от переходных процессов и не требует использования специального разъема.
Приложения
[ редактировать ]Протокол чаще всего поддерживается гидрографическими датчиками (уровня и расхода), датчиками качества воды, метеорологическими приборами, датчиками влажности почвы и физиологии растений. [ 6 ] Менее распространенными, но, как известно, поддерживаемыми являются датчики для измерения солнечной радиации, наклона (инклинометры) и других геофизических параметров. [ 6 ]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «СОДИ-12» . Группа поддержки SDI-12, Inc.
- ^ Перейти обратно: а б «История» . Группа поддержки SDI-12, Inc.
- ^ Перейти обратно: а б с д «PDF со спецификацией SDI-12 версии 1.4» (PDF) . sdi-12.org . 10 января 2019 года . Проверено 8 декабря 2020 г.
- ^ «О компании – NR Systems, Inc» . sdi-12-verifier.com . Проверено 8 декабря 2020 г.
- ^ «Спецификация СДИ-12» . sdi-12.org . Проверено 8 декабря 2020 г.
Спецификация SDI-12 находится в открытом доступе. Вы можете свободно копировать и распространять его.
- ^ Перейти обратно: а б «Компании, известные как производители датчиков SDI12» . СДИ12 . 27 апреля 2017 г. Проверено 6 июня 2017 г.
