深入解析104规约源码：技术揭秘与实现原理

在工业自动化领域，104规约（104 Protocol）是一种广泛应用的通信协议。它主要用于PLC（可编程逻辑控制器）之间的通信，以及PLC与上位机之间的数据交换。本文将深入解析104规约的源码，探讨其实现原理和关键技术，以帮助读者更好地理解和应用这一协议。

一、104规约简介

104规约，全称为104协议，是基于ISO/OSI七层模型的物理层和数据链路层的通信协议。它遵循国际电工委员会（IEC）的标准，具有较好的开放性和兼容性。104规约适用于多种通信介质，如双绞线、光纤等，通信速率通常为9.6kbps至19.2kbps。

二、104规约源码结构

104规约的源码通常包含以下几个模块：

1.物理层：负责数据传输的物理接口，如串口通信。

2.数据链路层：实现数据的可靠传输，包括帧的封装、错误检测和校验等。

3.应用层：定义了104规约的数据格式、控制命令和功能块等。

4.管理层：负责协议的管理和配置，如地址分配、连接建立等。

5.通信服务层：提供通信服务的接口，如发送、接收数据等。

三、104规约关键技术

1.帧结构

104规约的帧结构包括帧头、数据、校验和帧尾。帧头由同步码、地址码、控制码等组成；数据部分包含应用数据、控制数据等；校验和用于检测数据传输过程中的错误；帧尾则用于表示帧的结束。

2.同步码

同步码是104规约帧的重要组成部分，用于实现数据传输的同步。在数据链路层，通过检测同步码来实现帧的识别和同步。

3.地址码

地址码用于标识通信的设备，如PLC、上位机等。在104规约中，地址码通常由16位表示，其中高8位表示站号，低8位表示设备号。

4.控制码

控制码用于指示通信过程中的操作，如数据读取、数据写入、监控命令等。在104规约中，控制码通常由8位表示。

5.错误检测与处理

104规约采用循环冗余校验（CRC）进行错误检测，当检测到错误时，发送方会重发数据。同时，接收方会对接收到的数据进行错误处理，如请求重发、忽略错误等。

四、104规约源码实现

1.物理层实现

物理层实现主要涉及串口通信编程，包括初始化串口、配置波特率、设置校验位等。在源码中，通常会使用操作系统提供的API函数或第三方库来实现串口通信。

2.数据链路层实现

数据链路层实现主要包括帧的封装、解封装、错误检测与处理等。在源码中，通常使用状态机来实现数据链路层的功能。

3.应用层实现

应用层实现主要包括数据格式定义、控制命令处理、功能块实现等。在源码中，通常会定义数据结构、函数接口等来实现应用层的功能。

4.管理层实现

管理层实现主要包括地址分配、连接建立、协议配置等。在源码中，通常会使用配置文件、数据库等方式来实现管理层的功能。

5.通信服务层实现

通信服务层实现主要包括发送、接收数据、事件处理等。在源码中，通常会使用事件驱动或回调机制来实现通信服务层的功能。

五、总结

104规约作为一种广泛应用的通信协议，其源码的实现涉及多个层面的技术。通过对104规约源码的深入解析，读者可以更好地理解和应用这一协议。在实际开发过程中，可以根据需求对源码进行修改和扩展，以满足不同的应用场景。