第1003章 除了电气，还有协议（先发一章）
再想到这东西甚至能实现总线传输，一根线上挂接多个传感器，这极大的节约了采集设备的接口数量，简化了系统结构。
这是什么？这就是钱啊！
“老同学，你真是神了！”
高振东笑起来，能不神嘛，花旗电子工业协会严选，值得信赖！只是这年头他们还没制定这东西，那我老高就替国内搞工控的同志，先笑纳了。
他顺便给薛崇礼指了条路：“如果在研究过程中对器件有什么要求，可以和十二机部联系一下。特别是1274和1218厂，或者有什么要求进口一点也是可以的。”
总的来说，用分立元件搭RS-485的电路不难，这东西主要麻烦在要确定合适的规格，规格一旦确定，实现却是没有那么的麻烦。
“好嘞。”薛崇礼知道高振东这话的意思，是有了他做背书，自己去十二机部找人的话说话好使。
“这是硬件接口，至于软件接口，来，你看看这个。你要负责在两头的单片机里实现这套传输协议。”
已经涉及到总线和传输规约了，不上单片机是搞不定的，其实很多数字传感器可以看作是模拟传感器加了片单片机，把采集参数转换成数字之后，通过数字接口发送到下一级去，比如发送到这里要搞的数据采集传输设备去。
高振东这里并没有选用在几十年后工控上极为流行的ModBus协议，而是选了一个在水利上使用比较多的，非常小众的协议。
SDI-12，一种以ASCII码为主的传输协议，除了因为总线的原因，需要对传输线执行电平升降的时序操作保证不冲突之外，其他能看到的东西全是ASCII码，能在数据包里直接一眼就读出数据是多少。
当然，现在ASCII码并不叫ASCII码，在国内叫“直读数据交换编码”。
SDI-12相比起ModBus，最大的好处就是简单得多，没有ModBus那么多种模式和复杂的规定，用于简单数据传输非常方便，由于采用ASCII码传输，其表征精度几乎是无限的，数据包也极度简洁，虽然原版的SDI-12有一个问题，其传感器地址只用一个ASCII码表示，地址容量有限，但是从‘1’~‘9’、‘A’~‘Z’、‘a’~‘z’加起来其实也够用了。
薛崇礼也是紧跟计算机发展的进度的，看着高振东给他的协议说明文件，赞不绝口：“嗯，这个好，简单明了，数据包也不大。”
数据包不大，在这个年头非常重要，单片机运行存储器都是按字节计算，每一位搞单片机的同志都恨不得一位掰成两半来用，可没有几十年后片内RAM动不动就按KByte计算那么豪横。
SDI-12没有用常见的TLV（Topic-Long-Value，标题-长度-值）结构，那样太长了，他的传感器回复数据大致是这么个画风。
“1+12345.6！”，纯ASCII字符串。
‘1’是传感器号，‘+’号可以是正负号中的任意一个，后面是传感器的值，‘！’是结束符，就这么简单。
对于薛崇礼来说，SDI-12的整套传输规约反而是相当简单的，麻烦的是要操作RS-485总线实现信号线上的时序信号完成启动、握手、传输、结束的整个过程。
“数据的传输本身倒是很简单，反而是时序信号麻烦一些。”薛崇礼道，但是他也知道，这已经是最简单的了，老同学在这方面已经尽量摈弃了不必要的复杂功能。
高振东点点头：“是的，不过你可以从简单的开始做起，甚至在这个远程串口总线上，你可以先实现数据的传输，时序信号什么的，放到后面来做。”
“这样可以么？”作为还没有对SDI-12有深入研究的薛崇礼，对于这个东西的理解还没有那么深。
“可以的，实际上数据传输这部分，本来就可以拎出来单独用。反正你传感器到数据采集终端是从主模式，实际上可以节省很多握手和冲突处理过程。你可以先做一个子集，再做全集嘛。”
实际上SDI-12的简化版，甚至是切割掉硬件握手规定之后的纯数据传输部分，在后来大量被应用到土壤、水利、环保、气象等领域，因为这东西原本是花旗环保局制定的。
其他同志听他们两对话有点像听天书，但是薛崇礼却是把高振东的话听得有点明白了。
“主从模式下可以省略握手和冲突处理？”
高振东点点头，画了一个主从模式的总线挂接示意图。
“你看这里，在这种模式下，能发起通信的只有作为主机的数据采集传输器，其他的传感器都是在接收到对自己的询问之后才会发起，这样一来，握手和冲突处理就简单多了，几乎没有太多需要处理的地方，唯一需要处理的，就是地址查询指令，不要让所有的传感器同时回复地址就行，甚至在这种情况下，可以在主机端禁用掉地址查询指令。”
高振东那能凑合就凑合的德性又上来了，这年头的技术条件有限，有些东西能省则省，预留下升级空间就成。
“诶，这样一来，果然简单多了，等到我这里的几个经验和能力足够了，再去搞更进一步的。”薛崇礼不傻，高振东这么一解释，他就知道自己该做什么。
“对嘛，你可以先搞一个1.0版本出来，然后再向1.1、1.2更高版本完善，只要注意保持好向下兼容性就行，这样前面搞出来的东西也不至于就浪费了。”
“好，我回去马上就请领导组织队伍，把这个事情搞起来。”薛崇礼信心十足。
侯处长也及时表态：“对，我们回去就报请院里加强一下力量，尽快把这套东西给搞出来，争取能在半年内，就在重点水库、大坝、堤坝等地用上第一批。”
半年……高振东想了想，点了点头：“嗯，可以，不要超过半年。不一定上来就要搞数字传感器，对于你们的用途，4~20mA的精度是足够，对于大部分传感器来说，这东西还便宜、简单一些。”
薛崇礼记了下来，这话很及时，但是这有个新问题。
“可是4~20mA是支撑不了总线结构的，这样一来，对采集器上的4~20mA通道数量就有了新要求啊，A/D转换可不便宜。”4~20mA那是用一路就要多一路接口，一台采集器上至少要2~4路这种接口才够用。
高振东摇摇头：“A/D转换器一个就行啊，你们用数字电路控制多路继电器开关，保证多路接口同时只有一路进入A/D转换电路就行，接口又要不了几个钱。比如你们用3-8译码器电路芯片，最多可以通过三路IO口控制八路模拟采集通道，而且能保证通道的唯一性。”
本来高振东想要他们找1218看看固态继电器的，但是考虑到在这个问题上，暂时固态继电器的电气性能不如电磁继电器，也就作罢。
对于高振东在这些方面信手拈来，薛崇礼是真真切切的感受到了自己和老同学之间的差距。
“啊，我明白了，嗯，这个我回去仔细琢磨琢磨。”
“嗯，行，这些细节问题相信你自己花点心思也能摸索出来。接下来，我们说一说水雨情的事情。”
侯处长对这个的发言权可就大多了，在来之前，他专门和院里搞水文的同志沟通过，当搞水文的同志听说有办法能在很短的时间内、以较低的代价取到雨量数据的时候，其兴趣简直达到了顶峰。
他们现在用的雨量数据，除了附近水文站、偶尔会有气象局的雨量之外，就是大坝上有个人工观测。
可是这种数据对于他们来说是不够的，特别是越大的水库，其流域集雨面积就越大，此时只是大坝上那一个点的雨量数据，对于水文情报预报意义不大，太过稀疏。
而水文站本身就是一个非常昂贵的设施，不可能修得到处都是。
侯处长现在还记得负责水文的同志的话：“要是能在几分钟之内，把流域范围内的各点雨量数据拿回来，那我们的水库调度就能走上一个新的篇章。”
所以他最感兴趣的，就是雨量。
“高总，我们院里的同志对雨量计非常有兴趣。能请你先说说这个么？”
高振东倒是无可无不可，反正采集传输设备都已经交代完了，剩下的几种水雨情传感器先说哪种都成。
“水利上，无人自动测报站我的建议是用翻斗雨量计。”
“翻斗雨量计？就是类似虹吸自计雨量计的那种。”
高振东摇了摇头：“看起来像，其实测量原理完全不同。”
自计雨量计听起来好听，实际上就是把雨水收集起来，结合一个浮子，利用浮子带动一支笔在一卷发条带动的坐标纸上画下雨量曲线。集水杯满了，就通过虹吸原理自动排空，然后又从坐标纸纵轴底部重新开始。
就这，在这年头已经算是先进设备，还有纯靠人工观测的。
“虹吸雨量计有个问题，不够直观，而且没法直接得到累积雨量。翻斗雨量计通过采集设备自动计数，能够解决这个问题。”