PELCO 协议

                            PELCO 协议

出处:　http://blog.chinaunix.net/uid-10747583-id-3069171.html

监控行业通信协议应用最广的协议就是美国PELCO-P,PELCO-D协议，可以说国内大部分控制设备，包括嵌入式录像机，监控视频采集卡软件，各种控制键盘，PC机调试研究均有此协议。其中通过各个行家又繁衍出各种版本。此文讲解“正宗”的美国PELCO-P\D协议，最后也讲解一下最新版本及其他厂家的协议。
一、PELCO协议介绍
1、PELCO协议据本人了解，有PELCO-P\D两种协议。其中PELCO控制键盘与PELCO矩阵通信协议不在此文范围。这里只讲PELCO主控与终端解码器通信协议。
2、PELCO主控与前端解码器是通过RS422\RS485通信格式传输，注意：以前不少菜鸟问我的设备是用RS485协议，这就是笑话了。协议是指通信的内容，主控与接收约好的数据传输，类似合同，甲乙两方按约定的事项来办事。
3、除PELCO原装设备支持RS422和RS485兼容接口，国内大部分厂家主控和接收设备仅支持RS485接口，RS485接口是半双工通信模式，即发送端发过去的控制命令，只管发出去，不管你收不收得到，有的厂家连续发，有的间隔发，总类很多。停止命令往往发1、2条。如PELCO\PANASONIC、三星等大厂做的通信接口，主控发出去命令，接收端收到命令返回SCK命令给主控，叫回答命令，告知发送端我已收到命令，不用再发了，这就是RS422通信模式的一种用途。

4、PELCO协议内容包括云台控制命令，摄像机控制命令，辅助控制命令。预置位设置和调用命令。注意：网上PELC协议版本众多，建议看家选择英文版本，中文版本很多错误。其中英文版本最后的例子有错，后面我会纠正！下面逐一介绍：
二、PELCO协议内容介绍
 1、 先讲PELCO-P协议：

Byte	Value	Function
字节1	$A0	STX (start transmission)
字节2	$00 to $1F	Address
字节3	Data byte 1	(see below)
字节4	Data byte 2	(see below)
字节5	Data byte 3	(see below)
字节6	Data byte 4	(see below)
字节7	$AF	ETX (end transmission)
字节8	$00-$FF	Check Sum

看上表：P协议一共8个字节，头字节是A0，第2个字节是地址00-31（一共32个地址），32个地址现在大系统已经不够用了，所以我们要更改它，可以改成00-63个地址，00-127个地址。地址在软件里随便增加的。这里还注意一个地址是0开始，这也是为什么我们常说P协议地址主控要减1。有的技术人写的软件老老实实的按照PELCO-P文档的软件来定义，应当自己灵活一下，把地址码改到从1开始不就行了吗？这样就不会在将来客户使用过程要加1或减1这么麻烦。

 

上表第3个字-第6个字节是：看下表：
 

	Bit number
	7	6	5	4	3	2	1	0
字节3	0	Camera On	Autoscan On	Camera on / off	Iris Close	Iris Open	Focus Near	Focus Far
字节4	0	Zoom Wide	Zoom Tele	Tilt Down	Tilt Up	Pan Left	Pan Right	0 (for pan / tilt)
字节5	Pan Speed $00 to $3F and $40 for Turbo
字节6	Tilt Speed $00 to $3F

通过上表可知：P协议内第3和第4个字节是摄像机协议和云台控制命令，第5和第6个字节是云台水平速度和垂直速度命令。看上表，第3个字节内的第6位是摄像机电源开，5位：可以定义云台自动扫描，4位：摄像机屏蔽开与关；3位：光圈关；2位：光圈开；1位：聚焦近焦；0位：聚焦远焦。举例：打开光圈，那么此字节应当是04H十六进制，二进制就是00000100b。P协议第4字节云台命令和变倍命令，看滴4字节data2里的8位都有：7位是0无意义；6位是变倍广角；5位：变倍远焦；4位：云台向下；3位：云台向上;2位：云台向左；1位：云台向右；0：可能是无意义。这里没有明显云台自动命令，所以最早PELCO老大是不做云台自动转的命令在协议里。之后国内厂家为了自动，就用调用多少号预置位命令去实现自动协议。各个厂家的调用预置位或者是设置预置位号命令不同，这就是造成了今天各个厂家的云台解码器设置方法不一样。这里很令工程商和菜鸟恼火！

有时候工程商操作的时候发现云台怎么是左右反了的？这就是软件不匹配造成。A厂家技术人喜欢这样定义右命令，B厂家技术人喜欢那样定义。这就是协议之间的混乱，不严格按照PELCO老大的协议命令。自己定义的命令使用者调试异常只能找厂家解决。

 

讲上面的第5个字节：第5个字节是用在变速球机才有用的命令。PELCO老大把水平速度定义成00-63个级，一共64级够用了。第6个字节是垂直速度，和水平速度一样也是64个速度级。这里讲速度级，问各位使用者，控制高速球的时候，您能感觉出高速球在以64个速度在不同变化吗？不能！控制高速球转动无非是用控制键盘的摇杆或者是点鼠标，点鼠标那个就不说了，麻烦的要死！按遥控器？海康的导航键要按的频率快，云台才转的快一些，但里面也只有几个速度级而已。   讲控制键盘控制高速球，大家知道，控制键盘的摇杆3维的里面是3个电位器，左右1个，上下1个，旋转1个控制变倍。控制键盘摇杆内电位器由于精度问题，在键盘软件里一般是做6-12个速度级来控制高速球。高速球软件里也要做6-12个速度表。这样我感觉是最理想，当键盘摇杆出现偏移量，键盘发码给高速球。可想一下，键盘摇杆向右45°就到头了。说这么多，64个速度级是没有用的，但是在高速球内，开发者最好都做进去，因为你不知键盘发过来的是哪个速度。也可以用判断法，把64分成6-12个范围来接收控制。我强烈建议使用者，购买监控设备，控制端和前端最好使用1个厂家的设备。这样能省很多事情。

再回到第一个表看P协议的第7个字节是AFH，这个是结束字节标志。第8个字节是校验字节。最后再讲校验。
下面讲PELCO协议特殊命令：看表格：常用的命令我用红色表示。
                                                                                  第3字节                              第4字节                        第5字节                        第6字节

Command	Data byte 1	Data byte 2	Data byte 3	Data byte 4
Set Preset XX	00	03   常用	00	01 to FF
Clear Preset XX	00	05   常用	00	01 to FF
Go To Preset XX	00	07   常用	00	01 to FF
Flip (rotate 180o)	00	07   常用	00	21
Zero Pan Position	00	07   常用	00	22
Set Aux XX	00	09   常用	00	01 to 08
Clear Aux XX	00	0B   常用	00	01 to 08
Remote Reset	00	0F  不常用	00	00
Zone Start	00	11  不常用	00	01 to 08
Zone End	00	13  不常用	00	01 to 08
Write char to screen	00	15  不常用	0 to 28	0 to 7F
Clear Screen	00	17  不常用	00	00
Alarm Ack	00	19  不常用	00	01 to 08
Zone Scan On	00	1B  不常用	00	00
Zone Scan Off	00	1D  不常用	00	00
Pattern Start	00	1F  不常用	00	00
Pattern Stop	00	21  不常用	00	00
Run Pattern	00	23  不常用	00	00
Zoom Lens Speed	00	25  不常用	00	00 to 03
Focus Lens Speed	00	27  不常用	00	00 to 03

上表主要用到的是预置位设置与调用和清除，在高速球里还有flip自动翻转，还有控制室外解码器的雨刷开关AUX命令打开与关闭。第4字节设置预置位是03H，调用预置位是07H，清除预置位是05H。打开雨刷继电器是09H，关闭雨刷是0BH。上面第6字节是预置位的设置和调用范围可以是01-255个。自己也可以定义1024个或者64个。后面有范围的数字都可以自己定义。但是第4字节不要自己定义，否则会乱的。 

特殊命令，存在第4个字节里： 

Preset Number	Function
99	Begin Auto-scan        启动云台自动扫描
98	Begin Frame Scan      摄像机帧扫描不常用
97	Begin Random Scan   不常用
96	Stop Scan                 停止所有功能
95	Enter Menu Mode     打开摄像机和球机菜单
94	Remote Reset          云台或摄像机复位
93	Set Right Limit Stop 设置右限位
92	Set Left Limit Stop   设置左限位
34	Home (return to 0 pan position)  归零自检
33	Flip                                           自动翻转

这些命令可以自己定义，但在解码器球机说明书里要有详细的说明，否则操作者也不会用的。
有的控制设备只有1-64号预置位就无法实现上述命令，所有有些厂家做在64范围内就是这个原因，一般是做兼容。

三、举例说明PELCO-P协议各个命令字节帧
1、1帧也叫1串命令，指主控设备发出1串命令叫1帧，包含8个字节。波特率是1200-9600bit/s
    例子如下：PEOCO-P 协议

地址1号：雨刷命令
AUX1-ON:  A0 01 00 09 00 01 AF 06       OFF：A0 01 00 0B 00 01 AF 04
AUX2-ON：A0 01 00 09 00 02 AF 05        OFF：A0 01 00 0B 00 02 AF 07
AUX3-ON:  A0 01 00 09 00 03 AF 04       OFF：A0 01 00 0B 00 03 AF 06
AUX4-ON:  A0 01 00 09 00 04 AF 03       OFF：A0 01 00 0B 00 04 AF 01

11号地址：  地址是0B
AUX1-ON：A0 0B 00 09 00 01 AF 0C                 OFF：A0 0B 00 0B 00 01 AF 0E

摄像机命令，地址1号：
close:    A0 01 08 00 00 00 AF 06     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
open:    A0 01 04 00 00 00 AF 0A     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
near:     A0 01 02 00 00 00 AF 0C     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
far:       A0 01 01 00 00 00 AF 0F      停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
tele:      A0 01 00 20 00 00 AF 2E     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
wide:     A0 01 00 40 00 00 AF 4E     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
up:       A0 01 00 08 00 01 AF 07     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
down:   A0 01 00 10 00 01 AF 1F     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
left:      A0 01 00 04 01 00 AF 0B     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E
right:    A0 01 00 02 01 00 AF 0D     停止：A0 01 00 00 00 00 AF 0E

preset #1: A0 01 00 03 00 01 AF 0C  设1号预置位
call #1:     A0 01 00 07 00 01 AF 08   调1号预置位
menu  :    A0 01 00 03 00 5F AF 52    打开菜单
tour: 预置位巡航，调76号预置位，字节定义的76： A0 01 00 07 00 4C AF 45  
                                                           停止：A0 01 00 07 00 60 AF 69
scan: 两点扫描或者水平扫描，字节定义99号预置位，16进制是63： A0 01 00 07 00 63 AF 6A  
                                                           停止：A0 01 00 07 00 60 AF 69

补充：关于校验位：下面这句是PELCO-P协议英文资料最后一句话。P协议校验位是字节2-6的异或，应当是22而不是17。在我上面的例子里，校验位是从第1字节到第7字节的异或，如：A0 01 00 03 00 5F AF 52
       A0  01 00 03 00 20 AF 17 (the last byte is the XOR sum of bytes 2 through 6)

四、PELCO-D协议内容介绍：
     D协议字节数：7个 

Word 1	Word 2	Word 3	Word 4	Word 5	Word 6	Word 7
Synch Byte	Address	Command 1	Command 2	Data 1	Data 2	Check Sum

1字节：头字节  永远是FF  ；2字节：地址字节，01-256，从1开始； 3、4字节：云台和摄像机控制字节，5、6字节：云台水平和垂直速度级字节；7字节：校验字节，是第2到第6字节的或OR。速度级D协议是从00-63个级。

    云台和摄像机字节控制位命令如下表：
     

	Bit 7	Bit 6	Bit 5	Bit 4	Bit 3	Bit 2	Bit 1	Bit 0
Command 1  第3字节	Sense	Reserved	Reserved	Auto / Manual Scan	Camera On / Off	Iris Close	Iris Open	Focus Near
Command 2  第4字节	Focus Far	Zoom Wide	Zoom Tele	Down	Up	Left	Right	Always 0

    举例：关闭摄像机光圈命令，地址01，D协议命令是：FF 01 04 00 00 00 05；看上表，光圈关闭在第3字节的第2位，则为00000100二进制，16进制则是04H。第4字节的控制命令如上。
    关于云台自动功能如何实现，云台的自动功能是做到解码板电路，有多种硬件电路方法，也有软件检测限位开关或者光耦中断来控制左和右自动扫描。但上面协议表是没有自动命令，在P协议里AUTO PAN命令是CALL 99号预置位。在D协议里是没有定义，编程者可以定义CALL #NO来实现。

   D协议特殊命令控制表：
                           第3字节                第4字节                  第5字节               第6字节

Command	Word 3	Word 4	Word 5	Word 6
Set Preset	00	03	00 常用	01 to 20
Clear Preset	00	05	00 常用	01 to 20
Go To Preset	00	07	00 常用	01 to 20
Flip (180° about)	00	07	00 常用	21
Go To Zero Pan	00	07	00 常用	22
Set Auxiliary	00	09	00 常用	01 to 08
Clear Auxiliary	00	0B	00 常用	01 to 08
Remote Reset	00	0F	00 常用	00
Set Zone Start	00	11	00 不常用	01 to 08
Set Zone End	00	13	00 不常用	01 to 08
Write Char. To Screen	00	15	X Position 00 to 28 不常用	ASCII Value
Clear Screen	00	17	00不常用	00
Alarm Acknowledge	00	19	00不常用	Alarm No.
Zone Scan On	00	1B	00不常用	00
Zone Scan Off	00	1D	00不常用	00
Set Pattern Start	00	1F	00不常用	00
Set Pattern Stop	00	21	00不常用	00
Run Pattern	00	23	00不常用	00
Set Zoom Speed	00	25	00不常用	00 to 03
Set Focus Speed	00	27	00不常用	00 to 03

   上表第6字节的数值范围编程者可以随便定义范围。

   
D协议，地址1，命令串如下：

close:  FF 01 04 00 00 00 05  停止：FF 01 00 00 00 00 01
open:  FF 01 02 00 00 00 03  停止：FF 01 00 00 00 00 01
near:   FF 01 01 00 00 00 02  停止：FF 01 00 00 00 00 01
far:     FF 01 00 80 00 00 81  停止：FF 01 00 00 00 00 01
tele:    FF 01 00 20 00 00 21  停止：FF 01 00 00 00 00 01
wide:   FF 01 00 40 00 00 41  停止：FF 01 00 00 00 00 01
up:     FF 01 00 08 00 20 29  停止：FF 01 00 00 00 00 01
down: FF 01 00 10 00 20 31  停止：FF 01 00 00 00 00 01
left:    FF 01 00 04 20 00 25  停止：FF 01 00 00 00 00 01
right:  FF 01 00 02 20 00 23  停止：FF 01 00 00 00 00 01

preset #1: FF 01 00 03 00 01 05
call #1  :   FF 01 00 07 00 01 09
menu  :    FF 01 00 03 00 5F 63
tour:        FF 01 00 07 00 4C 54  停止：FF 01 00 07 00 60 68
scan:       FF 01 00 07 00 63 6B  停止：FF 01 00 07 00 60 68
pgm:       FF 01 00 25 00 00 26 自定义的

   建议编程者在做控制串口软件时，没帧命令输出时间间隔最好定义200ms/ 帧。


   以上P\D两种协议介绍完毕。下面介绍一下异类协议，这些协议很少见的。设计的一些别的因素，不全部贴出。把常用的协议讲完，此贴最后再讲各种协议之间的软件编程。
  
   国内一些厂家的协议都比较简单，就不谈了！下面谈谈台湾利凌、深圳三立、成都科力、松下这四家的通信协议，举1、2个命令来解释。

1、利凌高速球协议
     地址1命令：
变倍缩小：01 20  FF，变倍停止：01 00 FF
变倍变大：01 10  FF，变倍停止：01 00 FF
云台向右：01 01 83 （ 80-87为速度级）    停止：01 00 FF

调1号预置位： 41 00 00
调2号预置位： 41 01 00
调3号预置位： 41 02 00   （地址要加40H）
设置2号预置位：82 03 64
  以上为利凌高速球一些命令，其协议为3个字节，为我见过的协议命令最简单的，固定波特率9600bit/s。第1字节：地址，第2字节：动作命令，第3字节：也是动作命令。 停止命令统一为：地址 00 FF
  利凌协议的特殊点在预置位设置和调用这个地址的区别，另外一个就是发码的连续性。
  如摄像机控制和云台控制地址都是和主控一一对应，而调用预置位的命令，地址要加40H，在软件里用1条add       a,#40h；a为变量，即可。而在设置预置位时，地址变量要加80H才可以。
  另外一个利凌高速球接收命令是为连续接收，也就是说主控端要连续发命令过来，高速球才连续转。通过测试，每帧命令间隔30ms最理想。此时间可用定时器中断计算出来。

2、深圳三立视讯，其矩阵协议型号有450、550、650.其中450和550兼容，650增加了一些特殊命令。
   三立视讯据说是一家中日合资企业，其协议为小日本定义，字节比较多，协议之啰嗦。2004年经过研究，已经破解。现在列几条命令出来讲讲。
   其协议命令为ASCII,如云台水平向右命令用STX ADXX;GCF:202136C:2022XY0 ETX来表示，转换成16进制命令即得是：02 41 44 30 31 3B 47 43 46 3A 32 30 32 31 33 36 43 3a 32 30 32 32 30 30 30 03，这里一共26个字节。02是头字节，41 44是标志字节，30 31表示01地址，第17个字节是43表示右命令。假如做三立协议和P\D协议之间的转换，这里讲30 31表示01地址，用软件怎么转换，请看：
subb a,#30h ;先把第4字节的高位地址变量减30H
mov b,#10   ;赋寄存器B常数10，
mul ab         ;两数相乘得出高位地址的十位
mov buf0,a  ;把十位保存在buf0
subb a,#30h ;此时第5字节地位地址变量已在a内，低位减30h得出个位.
add a,buf0   ;十位和个位相加得出01地址。
此时30  31两个地址变成了01地址。
ZOOM TELE:   STX ADXX;GC7:2021228 ETX   
ZOOM WIDE:  STX ADXX;GC7:202122C ETX
SET PRESET:  STX ADXXSPXY ETX

三立协议之烦是高速球协议里有3种字节长度的命令，26、18、10这三种。做软件时要注意。