Comunicazione seriale ModBus16 gestita via Wi-fi per applicazione Android

La trasmissione seriale è una modalità di comunicazione tra due dispositivi digitali nella quale le informazioni sono trasferite una in seguito all'altra e giungono in maniera sequenziale al destinatario nello stesso ordine in cui vengono spedite. Nonostante sia più complessa a livello architetturale e la velocità di trasmissione inferiore rispetto alla trasmissione parallela, la seriale è più diffusa data la sua maggior economicità e tolleranza a disturbi ed interferenze.

Le modalità di comunicazione possono essere sostanzialmente tre:

1) Simplex: la trasmissione dei dati avviene in un'unica direzione (es: Televideo);
2) Half Duplex: la comunicazione è bidirezionale ma su un'unica linea (es: Walkie Talkie);
3) Full Duplex: comunicazione bidirezionale che avviene su due linee: una per ciascuna direzione (es: Linea telefonica);

Le unità di misura utilizzate per descrivere la comunicazione, ovvero tramite la velocità di trasmissione, sono:
– bps: numero di bit trasmessi al secondo;–baud: numero di transizioni trasmesse per secondo;
Solo nel caso in cui il segnale trasmesso possa assumere due soli stati la baudrate e la bitrate coincideranno. Un elemento fondamentale per una comunicazione seriale è la sincronizzazione tra dispositivo trasmettente e ricevente
In particolar modo per interpretare correttamente i dati il dispositivo ricevente deve conoscere:
– la durata di ciascuna cella di bit (sincronismo di clock);
– l'inizio e la fine di ogni gruppo di bit o carattere (sincronismo di bit);
– l'inizio e la fine di ogni blocco di informazione (sincronismo di frame);

Ci sono due tipi di trasmissione seriale:
1) Asincrona: il trasmettitore ed il ricevitore si sincronizzano utilizzando i dati stessi utilizzando dei bit di partenza di parità e di stop. Attualmente il controllo di parità è in disuso poiché, con l'aumentare della velocità di trasmissione, un possibile disturbo elettromagnetico prolungato per un tempo maggiore della trasmissione di un bit falserebbe il risultato. Il controllo di esattezza dei flussi di dati è affidato al protocollo di trasmissione e a verifiche di tipo CRC (Cyclic redundancy check) il quale è un metodo per il calcolo di somme di controllo;
2) Sincrona: in questo caso, invece, gli intervalli di tempo tra i caratteri trasmessi hanno lunghezza multipla della durata della trasmissione di un carattere. Il clock del ricevitore e del trasmettitore, dunque, devono essere sincronizzati tra loro per un periodo di tempo elevato: è necessaria una buona sincronizzazione per avere una trasmissione efficiente. Durante il periodo di inattività il trasmettitore manda sempre dei segnali denominati caratteri di sincronismo. Questa modalità richiede un totale di 3 fili: uno per il segnale, uno per il clock ed uno per la massa. Le velocità che si riescono a raggiungere sono elevate ma il filo di sincronizzazione non rendono adatto questo modo di trasmettere su impianti già esistenti come, ad esempio, linee telefoniche. Per ovviare a questo problema si fa uso di Modem (DCE) il quale elabora il segnale per inviarlo ad un terminale dati (DTE).

In base alle varie caratteristiche elettriche e ai vari protocolli di trasmissione dei dati si differenziano vari standard di trasmissione seriale tra cui:
1) Ethernet;
2) Porta parallela;
3) Porta seriale;
4) EIA RS 422;
5) EIA RS-485;
6) USB.

Senza scendere nel dettaglio di ciascuno standard, guardiamo attentamente quello utilizzato dalla centralina per comunicare con il nodo Wi-Fi: lo standard EIA RS-485.