CN106789290B - 一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法及系统，包括监控后台和装置，配置文件在通信模块中与对应接入种类装置的通道关联；监控后台通过通信模块中的通道与对应种类的装置通信；每种装置通过唯一的通道与监控后台通信，每个通道也与唯一的一个配置文件对应；每种装置对应一个通讯总控，对应的配置文件根据通讯总控的类型适应对应的装置。不同种类装置通过一个通信模块的不同通道与监控后台通信，同一通道也对应一个配置文件，多种装置接入监控后台时不需要为每种装置设置一个通信模块，只需对一个通信模块进行后期维护，大大减轻了后期维护工作。

Description

一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法及系统
技术领域
本发明涉及一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法及系统。
背景技术
Modbus是MODICON公司最先倡导的一种软的通讯规约，经过大多数公司的实际应用，逐渐被认可，成为一种标准的通讯规约，只要按照这种规约进行数据通讯或传输，不同的系统就可以通讯。目前，在RS232/RS485通讯过程中，更是广泛采用这种规约。常用的MODBUS通讯规约有两种，一种是Modbus ASCII，一种是Modbus RTU。一般来说，通讯数据量少而且主要是文本的通讯则采用Modbus ASCII规约，通讯数据数据量大而且是二进制数值时，多采用Modbus RTU规约。
在实际的应用过程中，人们通常按照Modbus规约标准来编写自己需要的通信模块以便适用于接入的装置。这些装置都采用Modbus协议进行数据收发，虽然发送帧的格式相同但是功能却各自为政，这样就必须为每种装置都开发相应的通信规约，增加了开发和维护成本。
图1是一种常规的Modbus RTU数据接入的方式。根据上面描述的常规的ModbusRTU的接入方式，每接入一个新的装置类型时，就要为其定制开发一个规约类型(通信模块)接入后台，以便实现装置和后台的通信。随着装置类型的扩展，接入后台的通信规约将会越来越多，通信结构会变的非常冗余和复杂，会极大的增加维护工作量；另一方面，每接入一个新的装置类型都需要为其开发一个规约类型(通信模块)也增加了开发工作量。
这种常规的ModbusRTU接入方式也没有测试通信是否正常的方法，如果通信过程异常，无法快速的分辨出是装置本身的问题还是规约类型(通信模块)的问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法及系统，不同种类装置通过一个通信模块的不同通道与监控后台通信，同一通道也对应一个配置文件，多种装置接入监控后台时不需要为每种装置设置一个通信模块，只需对一个通信模块进行后期维护，大大减轻了后期维护工作。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法，包括监控后台和装置，配置文件在通信模块中与对应接入种类装置的通道关联；
监控后台通过通信模块中的通道与对应种类的装置通信；
每种装置通过唯一的通道与监控后台通信，每个通道也与唯一的一个配置文件对应；
每种装置对应一个通讯总控，对应的配置文件根据通讯总控的类型适应对应的装置。
使用监控后台的数据库编辑功能为接入装置配置通道信息，通道信息包括通道名称，每个通道下接入一种装置。
为每种装置编写配置文件，配置文件的名称和通道名称对应，监控后台加载规约后根据通道名称寻找通道下接入装置的配置文件，规约根据配置文件的信息去建立通信规范。
一个通道接入多个相同种类的装置，监控后台通过唯一的通道与该通道下所有的装置通信。
一个通道接入多个相同种类的装置时，每个装置设置一个装置通信状态信号点，装置通信状态信号点表示装置通信状态。
装置和监控后台通信正常的时候，监控后台每次数据采集成功时标识通信状态正常；
当装置出现异常，无法与监控后台通信时，标识该装置通信状态异常，触发该装置通信状态信号点报警。
还包括模拟ModbusRTU装置，所述模拟ModbusRTU装置模拟监控后台所接入的装置，在监控后台没有接入装置时进行通信调试。
模拟ModbusRTU装置根据Modbus通信规范模拟硬件采集装置，能够自定义采集信息；
当监控后台和装置通信出现异常时，使用模拟ModbusRTU装置替换实际出现异常的硬件装置，模拟ModbusRTU装置标识出通信异常发生的位置和信息。
一种基于Modbus RTU协议的数据接入系统，包括监控后台和装置，还包括，通信模块，所述通信模块中设有多个通道，每个通道与一个配置文件对应，同时每个通道与一种装置对应，每种装置通过唯一的通道与监控后台进行通信；
一个通道接入多个相同种类的装置时，每个装置设置一个装置通信状态信号点，装置通信状态信号点表示装置通信状态。
还包括模拟ModbusRTU装置，所述模拟ModbusRTU装置模拟监控后台所接入的装置。
本发明的有益效果：
不同种类装置通过一个通信模块的不同通道与监控后台通信，同一通道也对应一个配置文件，多种装置接入监控后台时不需要为每种装置设置一个通信模块，只需对一个通信模块进行后期维护，大大减轻了后期维护工作。
添加了装置通信状态信号点用来标识装置的通信状态，可以在监控后台迅速的定位到出现问题的装置，降低了维护工作的难度。
设有模拟ModbusRTU装置，这样即使在不接入装置的时候也能测试整个通信链路的稳定性，有利于排除因装置异常而产生的链路不通，给开发和维护工作带来了极大的便利。
附图说明
图1为常规的Modbus RTU数据接入的方式图；
图2为本发明的接入系统图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图2所示，一种基于Modbus RTU协议的数据接入系统，包括监控后台和装置，在实际应用中，监控后台可以是大型超市的监控后台，装置可以是pos机、摄像头、门禁等，还包括，通信模块，所述通信模块中设有多个通道，每个通道与一个配置文件对应，同时每个通道与一种装置对应，每种装置通过唯一的通道与监控后台进行通信；
一个通道接入多个相同种类的装置时，每个装置设置一个装置通信状态信号点，装置通信状态信号点表示装置通信状态。
还包括模拟ModbusRTU装置，所述模拟ModbusRTU装置模拟监控后台所接入的装置。
一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法，本发明提供一种可适用于多个符合ModbusRTU通信协议的装置的数据接入方式，它包括一个可以通过配置文件扩展的通信模块，一个可以模拟多个装置的模拟ModbusRTU装置，同时添加了装置通信状态信号点，如图2所示，监控后台和装置之间通过通信模块所定义的规范建立通道进行通信，监控后台通过通道主动向装置发起询问来采集装置信息，装置接受到询问后返回所采集的信息。因为监控后台需要接入多种装置，每种装置和监控后台通信都对应一种规范，这种规范是由规约定义的，规约根据配置文件来生成不同的规范，每种装置和监控后台的通信规范是由配置文件定义的，因为一个通道下面只能接入一种装置，装置和通道一一对应，装置和配置文件也一一对应，所以装置所对应的通道和装置所对应的配置文件也是一一对应的。
本数据接入方式依赖监控后台，主要部分是一个可配置的通信模块，可以通过一个配置文件适应不同的装置，为装置和监控后台建立通信通道。装置接入的时候为同一种装置创建一个通讯总控，配置文件根据通讯总控的类型去自动适应该通信通道下的装置。如需接入多种装置，则只需要再创建相应的通讯总控和配置文件，不同装置类型共用同一个通信模块而不会冲突，这样针对所有符合ModbusRTU协议的装置只需要开发一个通信模块即可，维护工作也只针对这个通信模块。
同时，添加了装置通信状态信号点用来标识装置的通信状态，实际运行时，因为接入的装置较多，经常会出现某些装置不返回数据的情况。特别是同一个通讯总控下面连接多个装置的时候，如果一个个的测试装置是否正常会很繁琐，装置通信状态信号点起到表示装置通信状态的作用，利用装置通信状态信号点可以在监控后台迅速的定位到出现问题的装置，降低了维护工作的难度。
本接入方式还包含一个模拟ModbusRTU装置的模块，该模块能够模拟多个装置，当每个模拟装置收到监控后台符合Modbus协议类型的发送帧的时候会自动根据发送帧的信息来生成并返回随机数据。这样即使在不接入装置的时候也能测试整个通信链路的稳定性，有利于排除因装置异常而产生的链路不通，给开发和维护工作带来了极大的便利。
使用监控后台的数据库编辑功能为接入装置配置通道信息，每个通道下接入一种装置。
为每种装置编写配置文件，配置文件的名称和通道名称对应，监控后台加载规约后根据通道名称去寻找通道下接入装置的配置文件，规约根据配置文件的信息去建立通信规范。
一个通道下面可以接入多个相同的装置，监控后台通过这条通道和这个通道下所有的装置通信。每个装置对应一个装置通信状态信号点，信号点能表示装置通信状态，装置和监控后台通信正常的时候，监控后台每次数据采集成功的时候规约都会标识通信状态正常。当某个装置出现异常无法与监控后台通信的时候，规约就会标识该装置通信状态异常，触发该通信状态信号点报警。
调试通信时可以使用模拟ModbusRTU装置来模拟监控后台所接入装置。模拟ModbusRTU装置根据modbus通信规范模拟多种硬件采集装置，并且能够自定义采集信息。当监控后台和装置通信出现异常的时候，使用模拟ModbusRTU装置替换实际出现异常的硬件装置，模拟装置能够标识出通信异常发生的位置和具体信息，有利于减少维护工作的复杂度。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (5)

1.一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法，包括监控后台和装置，其特征是，
配置文件在通信模块中与对应接入种类装置的通道关联；
监控后台通过通信模块中的通道与对应种类的装置通信；
每种装置通过唯一的通道与监控后台通信，每个通道也与唯一的一个配置文件对应；
每种装置对应一个通讯总控，对应的配置文件根据通讯总控的类型适应对应的装置；
一个通道接入多个相同种类的装置时，每个装置设置一个装置通信状态信号点，装置通信状态信号点表示装置通信状态；
还包括模拟ModbusRTU装置，所述模拟ModbusRTU装置模拟监控后台所接入的装置，在监控后台没有接入装置时进行通信调试；
使用监控后台的数据库编辑功能为接入装置配置通道信息，通道信息包括通道名称，每个通道下接入一种装置；
为每种装置编写配置文件，配置文件的名称和通道名称对应，监控后台加载规约后根据通道名称去寻找通道下接入装置的配置文件，规约根据配置文件的信息去建立通信规范。
2.如权利要求1所述一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法，其特征是，一个通道接入多个相同种类的装置，监控后台通过唯一的通道与该通道下所有的装置通信。
3.如权利要求1所述一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法，其特征是，装置和监控后台通信正常的时候，监控后台每次数据采集成功时标识通信状态正常；
当装置出现异常，无法与监控后台通信时，标识该装置通信状态异常，触发该装置通信状态信号点报警。
4.如权利要求1所述一种基于Modbus RTU协议的数据接入方法，其特征是，模拟ModbusRTU装置根据Modbus通信规范模拟硬件采集装置，能够自定义采集信息；
当监控后台和装置通信出现异常时，使用模拟ModbusRTU装置替换实际出现异常的硬件装置，模拟ModbusRTU装置标识出通信异常发生的位置和信息。
5.一种基于Modbus RTU协议的数据接入系统，包括监控后台和装置，其特征是，还包括通信模块，所述通信模块中设有多个通道，每个通道与一个配置文件对应，同时每个通道与一种装置对应，每种装置通过唯一的通道与监控后台进行通信；
一个通道接入多个相同种类的装置时，每个装置设置一个装置通信状态信号点，装置通信状态信号点表示装置通信状态；
还包括模拟ModbusRTU装置，所述模拟ModbusRTU装置模拟监控后台所接入的装置。
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