Dobre protokoły oparte na RS232 dla komunikacji wbudowanej w komputer

Pracuję nad projektem, który wymaga dobrej komunikacji danych między zdalnym Arduino a komputerem. Połączenie bezprzewodowe odbywa się za pomocą pary XBees, więc mamy połączenie RS232 między Arduino i komputerem. W przypadku małych ilości danych łatwo jest połączyć prosty protokół komunikacyjny. W przypadku większych projektów, jakie są dobre proste protokoły komunikacyjne?

Patrzyłem na MODBUS, który wydaje się realną opcją, ale chciałem sprawdzić, czy istnieją inne lepsze opcje.

OP prosi o protokół szeregowy w sytuacji, gdy „ nie ma dużo [danych], a szybkość nie jest wielkim problemem ”. MODBUS jest wspomniany w OP MODBUS przez RS-485 nie jest szybkim protokołem. Chociaż nie jest to specyfikacja, daje to wyobrażenie o niszy.

Mogę wymyślić tylko dwa wspólne standardowe protokoły dla tej niszy:

• NEMA 0183 . Protokół ASCII w postaci zwykłego tekstu. Czytelny dla człowieka. Tylko punkt-punkt. Nie obsługuje magistrali wielopunktowej.
• MODBUS, o którym wspomniano już w PO

Bardzo często, gdy wbudowani programiści znajdują się w takiej sytuacji jak OP, projektują od zera własne protokoły komunikacji szeregowej.

Niektóre protokoły systemów wbudowanych, niektóre z nich niezwykle proste, są wymienione na stronie Embedded Systems: Common Protocols , w tym:

• Tiny Embedded Network (TEN)
• Interpreter mikrokontrolera dla sieciowych systemów wbudowanych (MINES)
• Yet Another Scalable Protocol (YASP)
• Lokalna sieć połączeń wzajemnych (LIN)
• Serial Servo Controller (SSC)
• Seryjny system operacyjny robota (rosserial)
• sieć
• różne autobusy polowe
• Modbus
• Sieć kontrolera (CAN)
• Firmata (Dziękuję, jippie!)

Być może jeden z tych protokołów byłby odpowiedni dla obecnej aplikacji lub z drobnymi poprawkami.

Głosowałbym, żeby rzucić własne i uprościć to tak prosto, jak to możliwe.

Mam do czynienia z dużą ilością protokołów szeregowych do różnych zastosowań sterowania, a kilka rzeczy, które można polecić dołączyć to:

• Rozpocznij i zatrzymaj znaki, które nie są używane gdzie indziej
• Jakaś kontrola sumy kontrolnej / błędu
• Pewna metoda kontroli / sygnalizacji przepływu, szczególnie jeśli potrzebujesz komunikacji dwukierunkowej.

Jako bardzo prosty przykład możesz przekonwertować swoje dane na znaki ASCII i umieścić je w znakach start / stop w następujący sposób:

Aby wysłać wartość bajtu 0x7A, przesyłane dane to (7A), gdzie () to wybrane znaki start / stop, a 7 i A to dwa znaki ascii. OK, to dodaje dużo narzutu, ale oznacza to, że możesz debugować za pomocą podstawowego oprogramowania terminala.

Jeśli twoje dane przechodzą przez XBees, powinieneś przełączyć moduły w tryb API ze znakami zmiany znaczenia, podzielić dane na pakiety logiczne i skorzystać z faktu, że w trybie API pakiet, który jest przekazywany do XBee, albo dotrze nienaruszony, albo Ani trochę. Zaprojektuj swój protokół wokół transmisji fragmentów 1-255 bajtów i pozwól modułom XBee martwić się o sposób dostarczania danych w ramach każdego fragmentu. Nie martw się o utrzymanie integralności poszczególnych pakietów lub podziałów między nimi. Moduły Digi dobrze sobie z tym poradzą. Najważniejszą rzeczą, o którą musisz się martwić, jest fakt, że nawet jeśli węzeł, który przesyła pakiet, uważa, że ​​nie został dostarczony i wysyła zamiennik, odbiorca może i tak go otrzymać - być może nawet po otrzymaniu zastępstwa. Sprawy mogą być najłatwiejsze, jeśli zaprojektujesz swój protokół tak, aby jedna strona była „wzorcem”; jeśli master poprosi o kawałek danych, slave powinien wysłać go raz i nie martwić się o to, czy master go otrzyma. Jeśli master nie otrzyma potrzebnych danych, może zażądać ich ponownie.

Jednostka podporządkowana powinna przypisać dane do numerów sekwencji, a jednostka nadrzędna powinna przypisać numery sekwencji do żądań zmiany stanu urządzenia podrzędnego. Jeśli żądanie kapitana ma postać „wyślij pierwszy element, którego numer kolejny jest większy niż XXX”, a każdy element danych przez urządzenie slave zawiera swój własny numer kolejny i numer poprzedniego elementu (jeśli nie są ponumerowane kolejno ), późno przybywające pakiety mogą powodować, że niewolnik nadmiarowo wysyła dane do mastera, ale master nie będzie miał trudności zignorowaniem wynikających z tego opóźnionych odpowiedzi. Jeśli slave otrzyma żądanie zmiany stanu, którego numer sekwencji jest niższy niż numer wcześniejszego żądania, powinien zignorować to żądanie, ponieważ zostało ono zastąpione jeszcze przed jego otrzymaniem.

A co z Firmatą ? Obsługuje różne systemy operacyjne i języki programowania. Obsługiwane są Arduino i PICduino po stronie kontrolera, ale nie powinno to być zbyt trudne do przeniesienia do czystego mikrokontrolera.

Miałem podobne pytanie i nigdy nie znalazłem nic prostego i wystarczająco małego dla małych AVR itp. Więc stworzyłem coś zainspirowanego CAN. Nazywa się MIN (Microcontroller Interconnect Network):

https://github.com/min-protocol/min

Napisałem o tym tutaj blog:

https://kentindell.wordpress.com/2015/02/18/micrcontroller-interconnect-network-min-version-1-0/

Są tam haki na dane blokowe, ale są one głównie ukierunkowane na sygnały dla czujników / urządzeń wykonawczych. Zdefiniowałem format JSON do opisywania sygnałów i ich upakowania w ramkach MIN i mam nadzieję, że otrzymam sekretarz Wireshark, który go używa.