Własna aplikacja do INTEGRY – analiza protokołu RS-232 w LCD (część 1)

Ta seria artykułów będzie dotyczyć budowy aplikacji (Windows), która ma za zadanie zarządzać pracą centrali Integra. Wspólnie zajrzymy do uproszczonego protokołu integracji, który dostępny jest w złączu PIN5 manipulatorów INT-KLCD.

Przegląd protokołów integracji dla systemów INTEGRA

Rozróżniamy dwa protokoły integracji. W zależności od potrzeb i sprzętu, jakim dysponujemy:

• rozbudowany protokół (pełne zarządzanie, tj. załączanie/wyłączanie czuwania, blokowanie wejść, statusy i sterowanie wyjściami, pamięć zdarzeń, użytkownicy itd.) – wymaga ETHM-1 lub INT-RS
• uproszczony protokół (kilka funkcji, tj. załączanie i wyłączanie czuwania, blokowanie wejść, statusy i sterowanie wyjściami, awarie) – dostępny w INT-KLCD w złączu PIN5. Tym protokołem zajmiemy się w ramach artykułu.

Dokumentacja pierwszego dostępna jest na stronie producenta (www.satel.pl), natomiast dokumentacja uproszczonego protokołu (RS-232 w INT-KLCD) do pobrania jest poniżej.

INT-KLCD-v1.12_EN

Rozpoczynamy: wstępny Przegląd dokumentacji protokołu RS-232 w INT-KLCD

Proponuję ściągnąć powyższy plik PDF. W ramach opisywanego protokołu, rozróżniamy dwa modele ramek transmisyjnych. Stary i nowy protokół. Zajmiemy się starym protokołem, ponieważ jest łatwiejszy w implementacji (2 bajtowa suma kontrolna) i występuje znacznie większa kompatybilność wsteczna. Przesiadka ze starego na nowy protokół polega na wyliczaniu bardziej złożonej sumy kontrolnej (w nowym protokole są to 4 bajty) i kończenia ramki sekwencją bajtów 0xFF, 0x99 (zamiast 0xFF, 0xAA).

Wzór ramki transmisyjnej (bajty w HEX):

W powyższej ramce możemy wyróżnić następujące bajty:

• 0xFF, 0xFF – początek ramki
• d1.. dn – dane
• crc1 crc2 – suma kontrolna
• 0xFF, 0xAA – koniec ramki

Jeżeli więc chcemy np. załączyć wyjście w centrali, należy przesłać ramkę w powyższym formacie (o tym jak wysyłać ramki, jakim programem, jakim kablem – napiszę w kolejnej części). W tej części mamy jedną misję – zrozumieć koncepcję tego protokołu.

przykład 1 : Projektujemy ramkę, która załączy czuwanie

Załączenie czuwania:

Spójrzmy w dokumentację: załączenie czuwania to komenda 0x70 (czyli d1 = 0x70)

Aby załączyć czuwanie, należy w ramce (d1 … dn) uwzględnić następujące dane:

• 8 bajtów – w tych bajtach należy przesłać kod, czyli hasło (pozostałe cyfry wypełniamy znakami „A”)
• 4 bajty, czyli 32 bity – strefy do uzbrojenia (na 4 bajtach podajemy, które strefy mają się uzbroić)
• 1 bajt – typ czuwania, tutaj podajemy rodzaj uzbrojenia (0 = tryb pełny, czyli full arm)

Ok, w takim razie do dzieła.

• 8 bajtów, które opisują hasło

Chcemy posłużyć się hasłem „1111”, więc 8 bajtów w zapisie szesnastkowym (hex) zapisujemy jako:

Jeżeli hasło użytkownika to np. 24680, to ramka będzie wyglądała następująco: 24 68 0A AA AA AA AA AA.

• 4 bajty, które opisują strefę

Następnie należy podać informacje o tym, które strefy chcemy załączyć. Integra obsługuje max. 32 strefy (a więc 32 bity), dlatego możemy podać tę informację w postaci 4 odpowiednio zapisanych bajtów. Schemat obsadzania stref widoczny jest w poniższej tabeli:

Dla pierwszego bajta:

Dla drugiego bajta:

Dla trzeciego bajta:

Dla czwartego bajta:

Załączenie tylko pierwszej strefy będzie wyglądać następująco (pierwszy bajt). Czyli tam, gdzie chcemy załączyć strefę, za „bit” podstawiamy wartość „1”.

Pozostałe bity (bajty) będą miały wartość 0. Finalnie, część ramki dotycząca stref (a konkretnie pierwszej strefy), po przekształceniu z zapisu binarnego do zapisu szesnastkowego (hex), będzie miała postać:

Dla przykładu, załączenie stref 1 i 2 w zapisie bajtowym (hex) to: 03 00 00 00. Tutaj bez wątpienia konieczna jest umiejętność przeliczania liczb zapisanych w formatach binarnych i szesnastkowych. Jeżeli ktoś nie czuje się w tym biegły, to może skorzystać z wbudowanego w system operacyjny kalkulatora. Wystarczy go przestawić do trybu pracy: programista.

• 1 bajt, który opisuje typ załączenia strefy

Tutaj wystarczy podać tylko 1 bajt, który posiada postać (zgodnie z powyższą tabelą) – 0, 1, 2 lub 3 (zapis dziesiętny). W zapisie szesnastkowym będzie to odpowiednio:

• 00 (tryb 0, pełny)
• 01 (tryb 1)
• 10 (tryb 2)
• 11 (tryb 3)

Jeżeli chcemy załączyć czuwanie w trybie pełnym, to musimy za nasz bajt podstawić wartość 00.

Podsumujmy powyższe informacje. Fragment ramki, który załącza 1 strefę w trybie pełnym i hasłem „1111” wygląda następująco (wartości HEX):

a pełna ramka, razem z początkiem, sumą kontrolną i końcem wygląda następująco:

Wysyłając taki zestaw bajtów do portu RS-232 w manipulatorze INT-KLCD, załączamy czuwanie w strefie 1. Padła tutaj kwestia tzw. sumy kontrolnej.

Co to jest suma kontrolna?

Na potrzeby naszej ramki, 2-bajtowa suma kontrolna CRC wynosi : 71 00. To, w jaki sposób należy obliczyć sumę kontrolną, zostanie przedstawione w kolejnej części.

przykład 2 : Projektujemy ramkę, która załączy wyjście

Załączenie wyjścia:

Spójrzmy w dokumentację: załączenie wyjścia to komenda 0x75 (czyli d1 = 0x75)

Aby załączyć wyjście, należy w ramce (d1 … dn) uwzględnić następujące dane:

• 8 bajtów – w tych bajtach należy przesłać kod, czyli hasło (pozostałe cyfry wypełniamy znakami „A”)
• 16 bajtówy, czyli 128 bitów – wyjścia do załączenia (na 16 bajtach podajemy, które wyjścia mają się załączyć)

Ok, w takim razie do dzieła.

• 8 bajtów, które opisują hasło

Chcemy posłużyć się hasłem „1111”, więc 8 bajtów w zapisie szesnastkowym (hex) zapisujemy jako:

• 16 bajtów, które opisują wyjścia

Następnie należy podać informację o tym, które wyjścia chcemy załączyć. Integra obsługuje max. 128 wyjść (256 w Integrze Plus) i każde wyjście jest reprezentowane przez 1 bit. Dlatego 128 bitów / 8 = 16 bajtów. Schemat obsadzania wyjść w poszczególnych bajtach widoczny jest w poniższej tabeli:

Dla pierwszego bajta:

Dla drugiego bajta:

Dla trzeciego bajta:

Dla czwartego bajta:

Dla piątego bajta:

dla pozostałych bajtów (6.. 16) sprawa wygląda analogicznie jak wyżej.

Załączenie tylko np. 8 wyjścia będzie wyglądać następująco (pierwszy bajt). Czyli tam, gdzie chcemy załączyć wyjście, za „bit” podstawiamy wartość „1”.

Pozostałe bity (bajty) będą miały wartość 0. Finalnie, część ramki dotycząca wyjść (a konkretnie ósmego wyjścia), po przekształceniu z zapisu binarnego do zapisu szesnastkowego (hex), będzie miała postać:

Dla przykładu, załączenie wyjść 7 i 8 (jednocześnie) w zapisie bajtowym (hex) to:

a jednoczesne załączenie wyjść np. 7,8,9,12,15 to ramka (hex):

Tutaj bez wątpienia konieczna jest umiejętność przeliczania liczb zapisanych w formatach binarnych i szesnastkowych. Jeżeli ktoś nie czuje się w tym biegły, to może skorzystać z wbudowanego w system operacyjny kalkulatora. Wystarczy go przestawić do trybu pracy: programista.

Podsumujmy powyższe informacje. Fragment ramki, który załącza 8 wyjście, z hasłem „1111” wygląda następująco (wartości HEX):

do powyższego należy pamiętać o dołożeniu początku (FF FF), końca (FF AA) i 2 bajtowej sumy kontrolnej (przed końcem ramki), która wynosi: F5 08.

Czas na testy – wysyłamy ramki do centrali

To już jest zadanie na kolejny odcinek tej serii artykułów. Proponuję przejrzeć powyższe ramki i sposoby ich projektowania. Dodam jeszcze, że tak naprawdę człowiek ręcznie tych ramek nie ustala. W docelowym rozwiązaniu programista pisze kod, który za nas projektuje wygląd takich ramek. Temat jednak jest na tyle złożony, że odpuścimy lekcje programowania i skupimy się na gotowych rozwiązaniach. Może jedynie zahaczymy o ten wątek, ale tylko w podstawowym stopniu.

W kolejnej części będziemy wysyłać ramki do centrali. Przyda się centrala Integra z manipulatorem INT-KLCD, przewód USB-RS, program do obsługi portu RS-232 (np. „Bray Terminal”).