SDI-12 (Interfaz digital en serie a 1200 baudios) es un protocolo de comunicaciones en serie asíncrono para sensores inteligentes que monitorean datos ambientales. Estos instrumentos suelen ser de baja potencia (12 voltios), se utilizan en ubicaciones remotas y, por lo general, se comunican con un registrador de datos u otro dispositivo de adquisición de datos. El protocolo sigue una configuración cliente-servidor mediante la cual un registrador de datos (registrador SDI-12) solicita datos de los sensores inteligentes (sensores SDI-12), cada uno identificado con una dirección única. [1]
Historia
La primera versión de SDI-12 fue lanzado en 1988. Fue diseñado por una coalición que incluía el US Geological Survey 's Fondo Hidrológica Instrumentación (HIF) y un grupo de empresas privadas. [2]
La Especificación SDI-12 es mantenida por una corporación sin fines de lucro llamada SDI-12 Support Group. La actualización más reciente (Versión 1.4) se realizó en julio de 2016. [3] La versión más reciente de la Especificación SDI-12 (aún versión 1.4, con aclaraciones), se lanzó el 30 de enero de 2021.
Versiones
La versión 1.0 fue lanzada en 1988.
La versión 1.1 fue lanzada en 1994. Fue una reescritura y aclaración de la especificación de la versión 1.0 bajo contrato por NR Systems de Michael Jablonski (dba Natural Resources Consulting) y Campbell Scientific . [2] [4]
La versión 1.2 se publicó en abril de 1996. Define: [3]
- Comando de medición concurrente (aC!)
- Comando de consulta de dirección (?!)
- Comando de cambio de dirección (aAb!)
- Comando de medición continua (aR [0-9]!)
La versión 1.3 se publicó en abril de 2000 y define: [3]
- Comprobación de redundancia cíclica (CRC) para la validación de datos
- Características de la interfaz eléctrica, como número de conductores, niveles y transiciones lógicas de voltaje e impedancia de línea.
- Protocolo de comunicaciones, como los medios para establecer contacto con una dirección específica (sensor), el conjunto de comandos de medición, el comportamiento de respuesta del sensor, el formato de trama de bytes y los caracteres permitidos.
- Requisitos de tiempo, como la duración de la condición de interrupción utilizada para despertar los sensores, el tiempo mínimo entre mensajes y el tiempo antes de que un sensor entre en un estado de baja potencia.
La versión 1.4 se publicó en julio de 2016 y define: [3]
- Comandos de alto volumen (aHA! Para ASCII y aHB! Para formato binario) que permiten devolver hasta 999 parámetros desde un sensor.
- Comandos de metadatos (aIM!) Que proporcionan información de metadatos sobre la medición, como el nombre del parámetro y las unidades.
Ventajas
El documento de especificaciones describe una serie de ventajas que incluyen:
- Intercambiabilidad de sensores sin reprogramación de dispositivos de adquisición de datos
- Se suministra energía a los sensores a través de la interfaz
- Capacidad para implementar algoritmos de autocalibración dentro del propio sensor y utilizar EEPROM de bajo costo para el almacenamiento de información.
- Aplicabilidad de la formación en SDI-12 a una variedad de sensores y registradores de datos
La Especificación SDI-12 es de dominio público . [5]
Detalles
La comunicación se produce a través de una única línea de datos en semidúplex . El sistema de direccionamiento digital permite que un registrador SDI se comunique con hasta 62 sensores individuales. Solo responderá el sensor preconfigurado que coincida con esa dirección (protocolo de enlace). Otros sensores en la misma línea no responderán hasta que se les llame y, por lo general, permanecerán en "modo de suspensión" (modo de bajo consumo) hasta que se les llame.
Eléctricamente, el protocolo es una conexión digital de tres hilos: datos, tierra y 12 V. La señal de datos, utilizando niveles lógicos de 5 V, es similar a RS-232 con la misma codificación de bytes asíncrona. Los datos en línea son legibles por humanos ya que los datos se transmiten en ASCII.
Todas las comunicaciones SDI-12 se transmiten en ASCII a 1200 baudios con 7 bits de datos y un bit de paridad par. El estándar también especifica un protocolo de comunicaciones que permite que los sensores permanezcan en un estado de suspensión de bajo consumo hasta que los despierte una señal de interrupción en serie enviada por el maestro. El primer carácter de cada comando es una dirección de sensor única que especifica con qué sensor quiere comunicarse la grabadora. Otros sensores en el bus SDI-12 ignoran el comando y regresan al modo de espera de bajo consumo. El protocolo también especifica un mecanismo de reintento para superar cualquier daño en los datos. Los CRC se introdujeron en el protocolo SDI-12 con el lanzamiento de la versión 1.3.
El estándar proporciona pautas sobre protección transitoria y no requiere el uso de un conector específico.
Aplicaciones
El protocolo suele estar respaldado por sensores hidrográficos (nivel y flujo), sensores de calidad del agua, instrumentos meteorológicos, humedad del suelo y fisiología de las plantas. [6] Menos comunes, pero también conocidos por ser compatibles, son los sensores para la medición de la radiación solar, la inclinación (inclinómetros) y otros parámetros geofísicos. [6]
Ver también
Referencias
- ^ "SDI-12" . SDI-12 Support Group, Inc.
- ^ a b "Historia" . SDI-12 Support Group, Inc.
- ^ a b c d "PDF de la especificación SDI-12 versión 1.4" (PDF) . sdi-12.org . 10 de enero de 2019 . Consultado el 8 de diciembre de 2020 .
- ^ "Acerca de - NR Systems, Inc" . sdi-12-verifier.com . Consultado el 8 de diciembre de 2020 .
- ^ "Especificación SDI-12" . sdi-12.org . Consultado el 8 de diciembre de 2020 .
La Especificación SDI-12 es de dominio público. Puede copiarlo y distribuirlo libremente.
- ^ a b "Empresas conocidas por fabricar sensores SDI12" . SDI12 . 2017-04-27 . Consultado el 6 de junio de 2017 .