OneNET麒麟座应用开发之六：与气体质量流量控制器通讯

气体质量流量控制器，简称MFC，通常用于在各种检测中，计量气体的流量。在我们的大气环境数据采集站中，要让气流保持稳定，这样才能准确的获取PM25的数据。

我们采用的气体质量流量控制器具备串口通讯功能，采集流量信号并更具设定数据自动调节流量。我们采用的质量流量控制器如下：

1、协议描述

该类型的质量流量控制器采用RS232 ASCII通讯协议，协议的格式非常简单，如下图所示：

 

其中，:是起始字符。len1, len2 是指包括节点地址在内的信息的字节数长度， 即基本信息的长度+1。node1, node2是目标设备的节点地址。data1, data2，具体信息。CR是结束字符。

除了起始字符和结束字符外，其他的全部字节都会按1个字节转化为2个16进制表示的ASCII码字符。如：0x2A会被转化为0x32和0x41两个ASCII码字符。

对于发送错误信息的报文有一定的区别，如下图：

 

其长度是固定的，与正确状态下的信息格式略有差别。

2、硬件设计

因为采用的是串口通讯，所以硬件的连接比较简单。麒麟座上的USART1（PA9：USART1_TX，PA10：USART1_RX）端口已经引到了J2端子排的J2_6和J2_5，所以我们就是用这一接口。如下图所示：

 

但是由于OneNET麒麟座山是TTL电平，而质量流量控制器是RS232的接口，所以我们还需要一个用于电平转换的摸块，我们平时就是使用一种如下图的TLL转RS232的接口模块，这次也使用它。

 

至此，硬件连接就不会有问题了。

3、软件设计

接下来我们看看软件方面的设计，在开始具体的软件设计之前，我们看一看流量控制器中具体的参数存储地址和没操作命令。

（1）操作命令

命令字符串是以ASCII码表示的二进制字符串。质量流量控制器具有9种命令，我们并不需要用到其中的全部命令，具体如下图所示：

 

（2）数据类型与地址

该种类型的气体质量流量计拥有将近300个参数可供读或者写，但我们通常用不到这么多，我们只考虑其中的几个参数：

• 流量测量值，地址为205，浮点类型。
• 流量设定值，地址为206，浮点类型。
• IO状态，地址为86，字节型数据。
• 控制模式，地址为12，字节型数据。

气体质量流量控制器的参数数据类型有5种，分别为：字符型、整型、浮点型、长整型以及字符型，如下图：

 

有了以上这些准备我们就可以开始编写程序了。首先我们编写一个串口发送数据的通用函数：

//数据发送
void SendData(uint8_t *txData,uint16_t length)
{
  uint16_t i;
  for(i=0;i<length;i++)
  {
    //传送寄存器不为空,等待传送结束

    while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET)
    {
    }
    // 写一个字节到对应的串口传送数据寄存器
    USART_SendData(USART1, txData[i]);
  }
}

（3）读取状态信息

我们之所以要单独对状态信息编写操作程序，是因为它的报文格式与读取其他参数有一定的区别，如下图：

 

/*获取状态*/
void GetMFCStatus(uint8_t status,uint8_t index)
{
  uint8_t txBuf[8];

  txBuf[0]=':';
  txBuf[1]=0x04;
  txBuf[2]=0x0A;
  txBuf[3]=0x00;
  txBuf[4]=status;
  txBuf[5]=index
  txBuf[6]=0x0D;
  txBuf[7]=0x0A;

  SendData(txBuf,8);
}

（4）写数据

接下来我们来看看如何写数据，主要用于设置各种参数值，对于我们来说设置流量设定值是必须的，具体报文格式如下：

 

/*读取参数值*/
void SetMFCParaValue(uint8_t *data,uint16_t length,uint8_t command,uint8_t processNum,uint8_t paraType)
{
  uint8_t txBuf[20];
  uint16_t index=6;

  txBuf[0]=':';
  txBuf[1]=0x04+(uint8_t)length;
  txBuf[2]=0x0A;
  txBuf[3]=command;
  txBuf[4]=0x80+processNum;
  txBuf[5]=paraType;
 
  for(int i=0;i<length;i++)
  {
    txBuf[i+6]=data[i];
  }

  txBuf[6+length]=0x0D;
  txBuf[6+length+1]=0x0A;

  SendData(txBuf,length+8);
}

（5）读数据

接下来我们来看看如何读取数据，主要用于获取各种参数值，对于我们来说读取流量测量值是必须的，具体报文格式如下：

 

/*读取参数值*/

void GetMFCParaValue(uint8_t processNum,uint8_t paraType,uint8_t paraNum,uint8_t strLength)
{
  uint8_t txBuf[11];

  txBuf[0]=':';
  txBuf[1]=0x07;
  txBuf[2]=0x0A;
  txBuf[3]=0x04;
  txBuf[4]=0x80+processNum;
  txBuf[5]=paraType;
  txBuf[6]=processNum&0x7F;
  txBuf[7]=paraNum;
  txBuf[8]=strLength;
  txBuf[9]=0x0D;
  txBuf[10]=0x0A;

 
  SendData(txBuf,11);
}

4、结果展示

我们在完成上述编写后编译下装，并上传到OneNET查看最后的显示结果如何。显示数据更新正确，如下图：

 

至此，我们完成了读取气体质量流量控制器的数据测试。