DT2电子经纬仪串行端口技术

杨永忠

【摘 要】实现自动化是各行业不断努力的方向。20年前，工程测量用的经纬仪逐渐从机械式升级为电子式，DT2电子经纬仪就是与光学相结合的电子式测量设备，是早期电子经纬仪的代表。与传统经纬仪不同的是它提供了串行通讯端口，通过端口可以方便的连接计算机并进行数据传输。本文着重介绍DT2电子经纬仪串行通讯口的特点、参数以及在自动化中的应用。

【关键词】自动化 串行通讯 经纬仪

1 前言

随着技术不断升级，带数据传输端口的经纬仪逐渐成为主流。日本SOKKIA公司的DT2电子经纬仪就是早期的代表。与传统的经纬仪最大的不同就是它提供了一个RS-232串行端口。在了解了该设备的端口特性后可以方便的与计算机进行交互，通过开发的软件记录及处理数据，可以实现测量自动化。

2 特点及参数

DT2经纬仪串口通讯参数及特点如下：

（1）仪器安装水平度未达到要求不传输数据；

（2）工作电压不正常时数据传输及正确性得不到保证；

（3）传输距离超过15米时数据传输及正确性得不到保证；

（4）工作环境存在强烈的电气干扰时数据传输及正确性得不到保证；

（5）不提供硬件上的流量控制；

（6）输出数据样式：0000000 0000000 0000000；

（分别表示方位及俯仰的角度数值，以度、分、秒方式表示。）

（7）数据的传输速度（Baud Rate）：1200bps；

（8）数据的传输单位 （Data Bit）：8；

（9）起始位及停止位（Start/stop Bit）：1；

（10）校验位的检查 （Parity）：None。

3 特点及参数的分析与解读

DT2电子经纬仪使用9针串行通讯接口，但在向计算机传输数据时只有2、3、5三只管脚在起主导作用。如图1所示。

经纬仪 计算机

管脚定义： PIN2（RXD） 接收字符

PIN3（TXD） 传送字符

PIN5（GND） 地 线

图1：管脚定义

RS-232信号准位是参考地线而来的。经纬仪端参考接地端1来传送数据；计算机端参考接地端2还原传送端的信号准位。两个接地端的电位相同时传送与接收端的信号准位相同，接收的数据正确。但在传输过程中经常有电磁干扰进入传输线路，原始信号加上干扰信号叠加后传送到接收端，同时地线部分的信号被地准位平均掉了，因此接收到的信号发生了扭曲，数据产生了误差。同理，过长的传输线也会产生错误的数据，见图2。

信号电压

干扰信号

图2：信号传输

因此DT2电子经纬仪在工作及传输数据时，要求远离电气干扰，同时传输距离建议不超过15米。

DT2电子经纬仪与计算机交换数据的双方利用传输线上的电压改变来达到数据交换的目的，但如何从不断改变的电压状态中解读信息就需要双方共同决定才行。对于DT2经纬仪而言就是通讯端口的初始化。

DT2电子经纬仪和计算机之间的传输属于全双工异步传输，双方没有一个参考的同步脉冲作为基准。要使双方的数据传送和读取正常，计算机的接收速度必须和经纬仪的传送速度保持一致。否则读取的数据不正确。1200bps就代表了端口的传送速度，它表示每秒钟产生的最大电压状态改变率（波特率）。

串行通讯所传送的数据通常是字符型。工业界使用到的有ASCII字符码及JIS字符码。ASCII码使用8位形成一个字符，JIS码使用7位形成一个字符。DT2型电子经纬仪使用ASCII码进行传输，传送单位为8。

由于异步传输没有使用同步脉冲做基准，因此接收端不知道传送端何时开始和停止传送。因此传送端会在送出字符的前后加上高电位的起始位和低电位的停止位。也就是在传数据之前升高电位，传完数据后降低电位。接收端会因起始位的触发而接收数据，因电压的降低而确定接收数据结束。DT2电子经纬仪将起始位定义为1位，停止位不做要求。

为预防错误的产生，采用核对码对传输数据字符码中1的数目进行奇数或偶数的判断，这种判断称做奇校验（Odd Parity）或偶校验（Even Parity）。核对码就是我们常说的校验码。DT2电子经纬仪不使用校验位检查。

数据传送时，传送速度若大于接收速度，则接收端的缓冲区必然会在一定时间后溢出，造成数据漏失。欲解决这一问题，必须使接收端告诉传送端何时传送何时停止，做到流量控制，称做交握（Handshaking）。交握分硬件交握和软件交握。DT2电子经纬仪在计算机一端进行软件交握（Software HandShaking）设置，也就是以数据线上的信号来代替实际的硬件线路。DT2电子经纬仪在软件交握中使用XON/XOFF协议，接收端要求传输数据时发出一个ASCII第17号字符，而要停止传送时发出一个ASIIC第19号字符，两个字符的交替使用就可以控制数据的正常的传输，见图3。

计 算 机 RS-232

经 纬 仪

送出chr（17） 要数据 计算机缓冲区已降到合理区

经纬仪开始传送数据

送出chr（19） 不要数据 计算机缓冲区快满了

经纬仪停止传送数据

图3：交握原理

通过以上的原理分析及介绍，我们初步了解了电子经纬仪的通讯参数如下：1200bps，None，8，1

数据传输格式表示如图4所示。

+ + +

图4：传输格式

4 在自动化中的应用

常规的机械经纬仪使用都是人工读取数据，手工记录，手工整理及计算，这些工作数据量大，读数、记录、计算需要多人配合且费时费力，并且常常在报数及记数当中产生差错。

利用带有串口通讯功能的经纬仪，针对测量物体的实际情况，开发专用测量软件，通过计算机来操控仪器、通过软件来传输测量数据并进行分析、处理，可以极大的提高测量工作的效率，实现检测数据同步传输、同步处理的自动化。