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SDI-12 (1200 ボーのシリアル デジタル インターフェイス) は、環境データを監視するインテリジェント センサー用の非同期シリアル通信プロトコルです。これらの機器は通常、低電力 (12 ボルト) で、遠隔地で使用され、通常はデータ ロガーまたはその他のデータ収集デバイスと通信します。このプロトコルは、データ ロガー (SDI-12 レコーダー) が、それぞれ固有のアドレスで識別されるインテリジェント センサー (SDI-12 センサー) にデータを要求することで、クライアント サーバー構成に従います。[1]
歴史
SDI-12の最初のバージョンは1988年にリリースされました。これは、米国地質調査所の水文計測施設（HIF）と民間企業グループを含む連合によって設計されました。[2]
SDI-12仕様は、SDI-12サポートグループと呼ばれる非営利法人によって管理されています。最新のアップグレード（バージョン1.4）は2016年7月に行われました。 [3] SDI-12仕様の最新バージョン（バージョン1.4のままですが、説明が追加されています）は、2021年1月30日にリリースされました。
バージョン
バージョン 1.0 は 1988 年にリリースされました。
バージョン1.1は1994年にリリースされました。これは、マイケル・ジャブロンスキーのNRシステム（dba Natural Resources Consulting）とキャンベルサイエンティフィックとの契約に基づいて、バージョン1.0の仕様を書き直し、明確化したものです。[2] [4]
バージョン1.2は1996年4月にリリースされました。以下の内容が定義されています。[3]
- 同時測定コマンド（aC!）
- アドレス照会コマンド (?!)
- アドレス変更コマンド (aAb!)
- 連続測定コマンド（aR[0-9]！）
バージョン1.3は2000年4月にリリースされ、以下を定義しています。[3]
- データ検証のための巡回冗長検査(CRC)
- 導体の数、電圧ロジック レベルと遷移、ライン インピーダンスなどの電気インターフェイス特性。
- 特定のアドレス (センサー) との接続を確立する手段、測定コマンド セット、センサー応答動作、バイト フレーム形式、許可される文字などの通信プロトコル。
- センサーを起動するために使用されるブレーク条件の長さ、メッセージ間の最小時間、センサーが低電力状態になるまでの時間などのタイミング要件。
バージョン1.4は2016年7月にリリースされ、以下を定義しています: [3]
- センサーから最大 999 個のパラメータを返すことができる大容量コマンド (ASCII の場合は aHA!、バイナリ形式の場合は aHB!)。
- メタデータ コマンド (aIM!) は、パラメータ名や単位など、測定に関するメタデータ情報を提供します。
利点
仕様書には、次のような多くの利点が記載されています。
- データ収集装置の再プログラミングなしでセンサーの互換性を実現
- インターフェースを介してセンサーに電力が供給される
- センサー自体に自己校正アルゴリズムを実装し、情報保存に低コストのEEPROMを使用する機能
- SDI-12のトレーニングをさまざまなセンサーやデータレコーダーに適用可能
SDI-12仕様はパブリックドメインです。[5]
欠点
- 特定の電気インターフェース（シリアルデータライン、グランドライン、12ボルトライン）
- ボーレートは1200に制限されています
詳細
通信は、半二重の単一データ ラインで行われます。デジタル アドレス指定システムにより、SDI レコーダーは最大 62 個の個別のセンサーと通信できます。そのアドレスに一致する事前設定されたセンサーのみが応答します (ハンドシェイク)。同じライン上の他のセンサーは、呼び出されるまで応答せず、通常は呼び出されるまで「スリープ モード」(低電力モード) のままになります。
電気的には、このプロトコルは 3 線式のデジタル接続 (データ、グランド、12 V) です。5 V ロジック レベルを使用するデータ信号は、同じ非同期バイト エンコーディングを持つ RS-232 に似ています。インライン データは ASCII で送信されるため、人間が判読できます。
すべての SDI-12 通信は、7 データ ビットと偶数パリティ ビットを含む 1200 ボーの ASCII で送信されます。この規格では、マスターから送信されるシリアル ブレーク信号によって起動されるまで、センサーが低電力スリープ状態を維持できるようにする通信プロトコルも規定されています。各コマンドの最初の文字は、レコーダーが通信するセンサーを指定する一意のセンサー アドレスです。SDI-12 バス上の他のセンサーはコマンドを無視し、低電力スタンバイ モードに戻ります。このプロトコルでは、データ破損を克服するための再試行メカニズムも規定されています。CRC は、バージョン 1.3 のリリースで SDI-12 プロトコルに導入されました。
この規格は過渡保護に関するガイドラインを提供し、特定のコネクタの使用を要求しません。
アプリケーション
このプロトコルは、水路測量センサー（レベルと流量）、水質センサー、気象計、土壌水分、植物生理学によって最も一般的にサポートされています。[6] あまり一般的ではありませんが、太陽放射、傾斜（傾斜計）、およびその他の地球物理学的パラメータを測定するセンサーもサポートされていることが知られています。[6]
参照
参考文献
- ^ 「SDI-12」。SDI-12 Support Group, Inc.
- ^ ab 「歴史」。SDI-12 Support Group, Inc.
- ^ abcd "SDI-12 バージョン 1.4 仕様 PDF" (PDF) . sdi-12.org . 2019 年 1 月 10 日. 2020 年12 月 8 日閲覧。
- ^ 「About – NR Systems, Inc.」sdi-12-verifier.com . 2020年12月8日閲覧。
- ^ 「SDI-12仕様」。sdi-12.org 。 2020年12月8日閲覧。SDI
-12仕様はパブリックドメインです。自由にコピーおよび配布できます。
- ^ ab 「SDI12センサーを製造することが知られている企業」SDI12 2017年4月27日2017年6月6日閲覧。
外部リンク
- SDI-12 サポート グループ