مستشعر درجة الحرارة والرطوبة، اتصال RS-485 وبروتوكول اتصال Modbus

مستشعر درجة الحرارة والرطوبة، اتصال RS-485 وبروتوكول اتصال Modbus

لطالما اعتاد الإنسان على الحصول على المعلومات مباشرةً من حواسه، إلا أن هذه الطريقة محدودة للغاية. وللتغلب على قصور الحواس والظروف الطبيعية، ابتكر الإنسان أجهزة الاستشعار وتقنيات الاتصال الحسي. ومع التطور السريع لتقنيات الاستشعار المختلفة، شهدت وسائل الحصول على المعلومات ونقلها تطورات متواصلة، مما عزز بشكل كبير قدرة الإنسان على الحصول على المعلومات.

1. أصل بروتوكولي RS-485 و Modbus

RS-485: عادةً ما يتم نقل البيانات عبر الاتصال التسلسلي. وكانت الطريقة المستخدمة في البداية هي اتصال RS232. ونظرًا لتعقيد المواقع الصناعية، تُولّد أجهزة الاستشعار المختلفة تداخلًا كهرومغناطيسيًا كبيرًا في البيئة، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء في الإرسال. إضافةً إلى ذلك، يقتصر اتصال RS232 على الاتصال من نقطة إلى نقطة، دون إمكانية الربط الشبكي، ولا تتجاوز مسافة الإرسال عشرة أمتار، وهو ما لا يفي بمتطلبات الاتصال لمسافات طويلة. ولم تُحل هذه المشكلات إلا مع ظهور RS-485.

تعتمد إشارة RS-485 على وضع الإرسال التفاضلي، مما يمكن أن يحل بشكل فعال مشكلة التداخل في الوضع المشترك، ويمكن أن تصل مسافة الاتصال إلى 1200 متر، كما أنها تسمح بتوصيل أجهزة إرسال واستقبال متعددة بنفس الناقل.

بروتوكول مودبوس: مع تزايد استخدام الاتصالات في التطبيقات الصناعية، طورت شركة شنايدر إلكتريك بروتوكول مودبوس للحافلات الصناعية عام 1979، ويُستخدم هذا البروتوكول حاليًا في العديد من تطبيقات الاتصال عبر RS-485 في الصناعة. سنتناول فيما يلي بروتوكول مودبوس وتقنية الاتصال عبر RS-485.

ثانيًا، العلاقة بين بروتوكول RS-485 وبروتوكول Modbus

أولًا، RS-485 هو بروتوكول طبقة الأجهزة، بينما Modbus هو بروتوكول طبقة البرمجيات الذي يعلو طبقة الأجهزة، وهو بروتوكول لنقل الرسائل على مستوى التطبيقات. ببساطة، يحدد Modbus الجهاز الرئيسي والجهاز التابع، والأوامر التي يجب على الجهاز الرئيسي إرسالها إلى الجهاز التابع. كما يحدد Modbus كيفية تبادل البيانات بين الجهازين، والتنسيق المطلوب، وكيفية ضمان عدم تعارض البيانات أثناء الإرسال. طالما التزمت جميع الأجهزة بهذا البروتوكول، يمكن مشاركة الأجهزة الرئيسية والتابعة من مختلف الشركات المصنعة. يتضمن بروتوكول Modbus بروتوكولات RTU وASCII وTCP. ومن بينها، يُعد MODBUS-RTU الأكثر شيوعًا والأسهل استخدامًا.

1. الاتصال عبر RS-485

RS-485 هو معيار يحدد الخصائص الكهربائية لأجهزة الإرسال والاستقبال في نظام رقمي متوازن متعدد النقاط. وقد وضعته جمعية صناعة الاتصالات وتحالف صناعة الإلكترونيات. تتيح شبكات الاتصالات الرقمية التي تستخدم هذا المعيار نقل الإشارات بكفاءة عالية في ظروف المسافات الطويلة وفي بيئات ذات ضوضاء إلكترونية عالية. كما يُمكّن RS-485 من الاتصال بالشبكة المحلية وتكوين روابط اتصال متعددة الفروع.

يحتوي بروتوكول RS-485 على نوعين من التوصيلات: ثنائية الأسلاك ورباعية الأسلاك. يقتصر نظام الأسلاك الأربعة على الاتصال من نقطة إلى نقطة، وهو نادر الاستخدام حاليًا، بينما يُستخدم نظام الأسلاك الثنائية على نطاق واسع. يعتمد هذا النظام على بنية ناقل البيانات، حيث يمكن توصيل ما يصل إلى 32 عقدة على نفس الناقل.

2- بروتوكول اتصال Modbus

بروتوكول مودبوس هو لغة عالمية تُستخدم في وحدات التحكم الإلكترونية. من خلال هذا البروتوكول، تستطيع وحدات التحكم التواصل فيما بينها، وكذلك فيما بينها وبين الأجهزة الأخرى عبر الشبكة (مثل الإيثرنت). وقد أصبح معيارًا صناعيًا شائعًا. بفضله، يُمكن ربط معدات التحكم المُصنّعة من قِبل شركات مختلفة بشبكة صناعية للمراقبة المركزية. يُحدد هذا البروتوكول بنية الرسائل التي يُمكن لوحدة التحكم التعرف عليها واستخدامها، بغض النظر عن نوع الشبكة التي تتواصل من خلالها. كما يصف عملية طلب وحدة التحكم الوصول إلى الأجهزة الأخرى، وكيفية الاستجابة لطلبات هذه الأجهزة، وكيفية اكتشاف الأخطاء وتسجيلها. وقد طوّر هذا البروتوكول تنسيقًا موحدًا لبنية ومحتوى نطاق الرسائل.

يتميز بروتوكول مودبوس بالخصائص التالية:

(1) معياري ومفتوح، يمكن للمستخدمين استخدام بروتوكول Modbus مجانًا وبثقة، دون دفع رسوم ترخيص، ولن ينتهك حقوق الملكية الفكرية.

(2) يمكن لبروتوكول Modbus دعم مجموعة متنوعة من الواجهات الكهربائية، مثل RS-232 و RS-485 وما إلى ذلك، ويمكن أيضًا نقله عبر وسائط مختلفة، مثل الزوج الملتوي والألياف الضوئية واللاسلكية وما إلى ذلك.

(3) يتميز تنسيق إطار Modbus بالبساطة والاختصار وسهولة الفهم. فهو سهل الاستخدام للمستخدمين وسهل التطوير للمصنعين.

ومع ذلك، فإن شركة هونان ريكا إلكترونيك تك المحدودة ليست المنتج الوحيد في السوق المحلية، ويشعر الكثيرون أن خدماتها تترك مجالاً واسعاً للتحسين من حيث الوظائف والتصميم.

احصل على حلول استشعار من مصنعي المعدات الأصلية من مصدرين موثوقين فقط، تفضل بزيارة موقع Rika Sensors لمزيد من التفاصيل.

تتمتع شركة هونان ريكا للتكنولوجيا الإلكترونية المحدودة بسمعة طيبة وسجل مبيعات ممتاز في تحقيق رضا العملاء.