第1003章 除了電氣，還有協議（先發一章）
再想到這東西甚至能實現總線傳輸，一根線上掛接多個傳感器，這極大的節約了採集設備的接口數量，簡化了系統結構。
這是什麼？這就是錢啊！
“老同學，你真是神了！”
高振東笑起來，能不神嘛，花旗電子工業協會嚴選，值得信賴！只是這年頭他們還沒制定這東西，那我老高就替國內搞工控的同志，先笑納了。
他順便給薛崇禮指了條路：“如果在研究過程中對器件有什麼要求，可以和十二機部聯繫一下。特別是1274和1218廠，或者有什麼要求進口一點也是可以的。”
總的來說，用分立元件搭RS-485的電路不難，這東西主要麻煩在要確定合適的規格，規格一旦確定，實現卻是沒有那麼的麻煩。
“好嘞。”薛崇禮知道高振東這話的意思，是有了他做背書，自己去十二機部找人的話說話好使。
“這是硬件接口，至於軟件接口，來，你看看這個。你要負責在兩頭的單片機裡實現這套傳輸協議。”
已經涉及到總線和傳輸規約了，不上單片機是搞不定的，其實很多數字傳感器可以看作是模擬傳感器加了片單片機，把採集參數轉換成數字之後，通過數字接口發送到下一級去，比如發送到這裡要搞的數據採集傳輸設備去。
高振東這裡並沒有選用在幾十年後工控上極爲流行的ModBus協議，而是選了一個在水利上使用比較多的，非常小衆的協議。
SDI-12，一種以ASCII碼爲主的傳輸協議，除了因爲總線的原因，需要對傳輸線執行電平升降的時序操作保證不衝突之外，其他能看到的東西全是ASCII碼，能在數據包裡直接一眼就讀出數據是多少。
當然，現在ASCII碼並不叫ASCII碼，在國內叫“直讀數據交換編碼”。
SDI-12相比起ModBus，最大的好處就是簡單得多，沒有ModBus那麼多種模式和複雜的規定，用於簡單數據傳輸非常方便，由於採用ASCII碼傳輸，其表徵精度幾乎是無限的，數據包也極度簡潔，雖然原版的SDI-12有一個問題，其傳感器地址只用一個ASCII碼錶示，地址容量有限，但是從‘1’~‘9’、‘A’~‘Z’、‘a’~‘z’加起來其實也夠用了。
薛崇禮也是緊跟計算機發展的進度的，看着高振東給他的協議說明文件，讚不絕口：“嗯，這個好，簡單明瞭，數據包也不大。”
數據包不大，在這個年頭非常重要，單片機運行存儲器都是按字節計算，每一位搞單片機的同志都恨不得一位掰成兩半來用，可沒有幾十年後片內RAM動不動就按KByte計算那麼豪橫。
SDI-12沒有用常見的TLV（Topic-Long-Value，標題-長度-值）結構，那樣太長了，他的傳感器回覆數據大致是這麼個畫風。
“1+12345.6！”，純ASCII字符串。
‘1’是傳感器號，‘+’號可以是正負號中的任意一個，後面是傳感器的值，‘！’是結束符，就這麼簡單。
對於薛崇禮來說，SDI-12的整套傳輸規約反而是相當簡單的，麻煩的是要操作RS-485總線實現信號線上的時序信號完成啓動、握手、傳輸、結束的整個過程。
“數據的傳輸本身倒是很簡單，反而是時序信號麻煩一些。”薛崇禮道，但是他也知道，這已經是最簡單的了，老同學在這方面已經儘量擯棄了不必要的複雜功能。
高振東點點頭：“是的，不過你可以從簡單的開始做起，甚至在這個遠程串口總線上，你可以先實現數據的傳輸，時序信號什麼的，放到後面來做。”
“這樣可以麼？”作爲還沒有對SDI-12有深入研究的薛崇禮，對於這個東西的理解還沒有那麼深。
“可以的，實際上數據傳輸這部分，本來就可以拎出來單獨用。反正你傳感器到數據採集終端是從主模式，實際上可以節省很多握手和衝突處理過程。你可以先做一個子集，再做全集嘛。”
實際上SDI-12的簡化版，甚至是切割掉硬件握手規定之後的純數據傳輸部分，在後來大量被應用到土壤、水利、環保、氣象等領域，因爲這東西原本是花旗環保局制定的。
其他同志聽他們兩對話有點像聽天書，但是薛崇禮卻是把高振東的話聽得有點明白了。
“主從模式下可以省略握手和衝突處理？”
高振東點點頭，畫了一個主從模式的總線掛接示意圖。
“你看這裡，在這種模式下，能發起通信的只有作爲主機的數據採集傳輸器，其他的傳感器都是在接收到對自己的詢問之後纔會發起，這樣一來，握手和衝突處理就簡單多了，幾乎沒有太多需要處理的地方，唯一需要處理的，就是地址查詢指令，不要讓所有的傳感器同時回覆地址就行，甚至在這種情況下，可以在主機端禁用掉地址查詢指令。”
高振東那能湊合就湊合的德性又上來了，這年頭的技術條件有限，有些東西能省則省，預留下升級空間就成。
“誒，這樣一來，果然簡單多了，等到我這裡的幾個經驗和能力足夠了，再去搞更進一步的。”薛崇禮不傻，高振東這麼一解釋，他就知道自己該做什麼。 “對嘛，你可以先搞一個1.0版本出來，然後再向1.1、1.2更高版本完善，只要注意保持好向下兼容性就行，這樣前面搞出來的東西也不至於就浪費了。”
“好，我回去馬上就請領導組織隊伍，把這個事情搞起來。”薛崇禮信心十足。
侯處長也及時表態：“對，我們回去就報請院裡加強一下力量，儘快把這套東西給搞出來，爭取能在半年內，就在重點水庫、大壩、堤壩等地用上第一批。”
半年……高振東想了想，點了點頭：“嗯，可以，不要超過半年。不一定上來就要搞數字傳感器，對於你們的用途，4~20mA的精度是足夠，對於大部分傳感器來說，這東西還便宜、簡單一些。”
薛崇禮記了下來，這話很及時，但是這有個新問題。
“可是4~20mA是支撐不了總線結構的，這樣一來，對採集器上的4~20mA通道數量就有了新要求啊，A/D轉換可不便宜。”4~20mA那是用一路就要多一路接口，一臺採集器上至少要2~4路這種接口才夠用。
高振東搖搖頭：“A/D轉換器一個就行啊，你們用數字電路控制多路繼電器開關，保證多路接口同時只有一路進入A/D轉換電路就行，接口又要不了幾個錢。比如你們用3-8譯碼器電路芯片，最多可以通過三路IO口控制八路模擬採集通道，而且能保證通道的唯一性。”
本來高振東想要他們找1218看看固態繼電器的，但是考慮到在這個問題上，暫時固態繼電器的電氣性能不如電磁繼電器，也就作罷。
對於高振東在這些方面信手拈來，薛崇禮是真真切切的感受到了自己和老同學之間的差距。
“啊，我明白了，嗯，這個我回去仔細琢磨琢磨。”
“嗯，行，這些細節問題相信你自己花點心思也能摸索出來。接下來，我們說一說水雨情的事情。”
侯處長對這個的發言權可就大多了，在來之前，他專門和院裡搞水文的同志溝通過，當搞水文的同志聽說有辦法能在很短的時間內、以較低的代價取到雨量數據的時候，其興趣簡直達到了頂峰。
他們現在用的雨量數據，除了附近水文站、偶爾會有氣象局的雨量之外，就是大壩上有個人工觀測。
可是這種數據對於他們來說是不夠的，特別是越大的水庫，其流域集雨面積就越大，此時只是大壩上那一個點的雨量數據，對於水文情報預報意義不大，太過稀疏。
而水文站本身就是一個非常昂貴的設施，不可能修得到處都是。
侯處長現在還記得負責水文的同志的話：“要是能在幾分鐘之內，把流域範圍內的各點雨量數據拿回來，那我們的水庫調度就能走上一個新的篇章。”
所以他最感興趣的，就是雨量。
“高總，我們院裡的同志對雨量計非常有興趣。能請你先說說這個麼？”
高振東倒是無可無不可，反正採集傳輸設備都已經交代完了，剩下的幾種水雨情傳感器先說哪種都成。
“水利上，無人自動測報站我的建議是用翻鬥雨量計。”
“翻鬥雨量計？就是類似虹吸自計雨量計的那種。”
高振東搖了搖頭：“看起來像，其實測量原理完全不同。”
自計雨量計聽起來好聽，實際上就是把雨水收集起來，結合一個浮子，利用浮子帶動一支筆在一卷發條帶動的座標紙上畫下雨量曲線。集水杯滿了，就通過虹吸原理自動排空，然後又從座標紙縱軸底部重新開始。
就這，在這年頭已經算是先進設備，還有純靠人工觀測的。
“虹吸雨量計有個問題，不夠直觀，而且沒法直接得到累積雨量。翻鬥雨量計通過採集設備自動計數，能夠解決這個問題。”
(本章完)