CN107819657B - 一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法、物联网网关设备和系统 - Google Patents
一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法、物联网网关设备和系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法,所述的方法具体为:步骤1:物联网网关设备接收数据读取和存储设备发送的针对于远端设备的数据请求;步骤2:物联网网关设备根据所述的数据请求判断是否安装有与该远端设备配套的modbus协议解析工具;步骤3:物联网网关设备通过控制器获取对应的modbus协议解析工具并安装;所述的控制器中预存有与多种远端设备配套的modbus协议解析工具;步骤4:物联网网关设备通过modbus协议与远端设备通信并采集远端设备的业务数据并传送给数据读取和存储设备,该方法使得网关设备不需要对每种modbus协议做特殊处理。只需在控制器侧进行维护即可。此外,本发明还提供了一种物联网网关设备和系统。
Description
技术领域
本发明涉及通信领域,尤其涉及一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法、物联网网关设备和系统。
背景技术
Modbus是由Modicon在1979年发明的,是全球第一个真正用于工业现场的总线协议。
ModBus网络是一个工业通信系统,由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过公用线路或局部专用线路连接而成。其系统结构既包括硬件、亦包括软件。它可应用于各种数据采集和过程监控。
ModBus网络只有一个主机,所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器,但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。采用这个系统,各PC可以和中心主机交换信息而不影响各PC执行本身的控制任务。
很多工业现场设备采用modbus协议来采集数据,例如读取电表、热表等远端设备的信息等。在物联网及云平台发展起来以后,可以将这些数据通过物联网网关设备,传输到云平台上,从而降低人工去现场采集数据的成本,也可以利用云平台对数据做大数据分析。这需要物联网网关设备集成modbus master功能。Modbus只是一种协议,每种远端设备的协议内容都不一样,目前的实现方式是,针对每个用户,在网关设备上编写特殊的Modbus解析协议的app,然后在设备出厂时进行安装。由于物联网网关设备属于无人值守设备,因此在设备已经安装到用户现场时,再进行app的安装将比较麻烦。同时,如果客户对协议内容做了修改,要重新升级app也比较麻烦。这需要人工对每一台物联网网关设备进行升级,效率较低。同时,每个客户一般都会采用多家网关设备,这就要求每个网关设备厂家都要做相应的开发工作,增加了开发成本。
CN201610057394.3公开了一种可拓展的Modbus协议解析方法及装置,该方法主要为:S1、根据控制器之间的通信需求,生成协议解析配置文件;其中,所述协议解析配置文件用于统一管理控制器之间通信的信息属性集合;S2、通过Modbus协议固有的逻辑处理程序对所述协议解析配置文件进行处理,以基于所述信息属性集合对控制器之间的通信信息进行解析。
该方法主要是通过对一对一的控制器之间的Modbus协议进行相应的解析和配置。
在现实情况中,网关设备连接的终端设备非常多,并且对于一个物联网系统来说,客户通常会采用不同规格、不同厂家的网关设备,如果要采用如201610057394.3所述的方法,则需要对相应的网关设备均进行改造升级,其难度是非常大的。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法,使得网关设备不需要对每种modbus协议做特殊处理。只需在控制器侧进行维护即可,减少人工在设备侧参与,从而减少人力维护成本,降低人工操作的出错率。同时,针对不同厂家的网关设备,不需要重复开发相关的Modbus解析功能,只需在控制器侧做一次开发即可适配不同厂家的网关设备。此外,本发明还提供了一种物联网网关设备和系统。
本发明的具体方案如下:一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法,所述的方法涉及远端设备、物联网网关设备、数据读取和存储设备;还包括用于向物联网网关设备提供modbus协议解析工具的控制器;
步骤1:物联网网关设备接收数据读取和存储设备发送的针对于远端设备的数据请求;
步骤2:物联网网关设备根据所述的数据请求判断是否安装有与该远端设备配套的modbus协议解析工具;若有则进行步骤4,若无则进行步骤3;
步骤3:物联网网关设备通过控制器获取对应的modbus协议解析工具并安装,然后进行步骤4;所述的控制器中预存有与多种远端设备配套的modbus协议解析工具;
步骤4:物联网网关设备通过modbus协议与远端设备通信并采集远端设备的业务数据并传送给数据读取和存储设备。
在上述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法中,所述的步骤2中,数据请求中包含了该远端设备的modbus协议内容;物联网网关设备根据数据请求中所包含的modbus协议内容判断是否具有对应的modbus协议解析工具。
在上述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法中,步骤3中物联网网关设备获取对应的modbus协议解析工具的方法为:
步骤S31:物联网网关设备发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析请求至控制器;
步骤S32:物联网网关设备接收控制器发送的modbus协议解析工具,所述的控制器用于根据modbus协议解析请求发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析工具。
在上述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法中,所述的步骤4具体为:
步骤S41:物联网网关设备通过modbus协议发送modbus业务请求至远端设备;
步骤S42:物联网网关设备通过modbus协议接收远端设备发送的业务数据;
步骤S43:物联网网关设备将业务数据发送至数据读取和存储设备。
在上述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法中,所述的数据读取和存储设备为数据读取和存储云平台;所述的控制器为云平台控制器。
同时,本发明还公开了一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的物联网网关设备,包括:
请求接收单元:用于接收数据读取和存储设备发送的针对于远端设备的数据请求;
判断单元:根据所述的数据请求判断是否安装有与该远端设备配套的modbus协议解析工具;
协议解析工具获取单元:用于当判断单元判断物联网网关设备没有安装与该远端设备配套的modbus协议解析工具时,通过控制器获取对应的modbus协议解析工具并安装;
数据采集和发送单元:通过modbus协议与远端设备通信并采集远端设备的业务数据并传送给数据读取和存储设备。
在上述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的物联网网关设备中,所述的判断单元包括:
数据请求解析子单元:用于解析数据请求中包含的该远端设备的modbus协议内容;
判断子单元:用于判断物联网网关设备中是否存储有与该modbus协议内容对应的modbus协议解析工具。
在上述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的物联网网关设备中,协议解析工具获取单元包括如下子单元:
解析请求发送子单元:用于发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析请求至控制器;
协议解析工具接收子单元:用于接收控制器发送的modbus协议解析工具并安装。
此外,本发明还公开了一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的系统,包括远端设备、如上所述的物联网网关设备、数据读取和存储设备、控制器。
本发明与现有技术相比,其有益效果在于:
本发明采用向物联网网关设备提供modbus协议解析工具的控制器,通过物联网网关设备判断其自身是否具有解析特定的远端设备的modbus协议的能力来向控制器调取对应的modbus协议解析工具,使具有不同的物联网网关设备的物联网系统能够在控制器侧做一次开发即可适配不同厂家的网关设备,无需在物联网网关设备的APP上重复开发相关的Modbus解析功能。
附图说明
图1为本发明的实施例1的流程图;
图2为本发明的实施例2的结构方框图。
具体实施方式
下面结合实施例,对本发明作进一步的描述,但不构成对本发明的任何限制,任何在本发明权利要求范围所做的有限次的修改,仍在本发明的权利要求范围内。
实施例1
如图1所示,一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法,所述的方法涉及远端设备、物联网网关设备、数据读取和存储设备;还包括用于向物联网网关设备提供modbus协议解析工具的控制器;
步骤1:物联网网关设备接收数据读取和存储设备发送的针对于远端设备的数据请求;在本实施例中,数据读取和存储设备是安装在客户端的业务云平台,是客户调取远端设备的业务数据的平台,当远端设备安装到物联网系统中时,用户在业务云平台中配置所需要的业务数据的modbus协议内容,该modbus协议内容会成为后续步骤中物联网网关设备调取所需要业务数据的重要参数。
步骤2:物联网网关设备根据所述的数据请求判断是否安装有与该远端设备配套的modbus协议解析工具;若有则进行步骤4,若无则进行步骤3;
数据请求中包含了该远端设备的modbus协议内容;物联网网关设备根据数据请求中所包含的modbus协议内容判断是否具有对应的modbus协议解析工具。
例如:modbus协议内容包括但不限于对某一远端设备的温度、运行时间、执行次数等等与工业生产密切相关的参数。
一般来说,如果该物联网网关设备从没有接收过该远端设备的数据请求,且没有在物联网网关设备的APP中预先设置与该远端设备的数据请求对应的modbus协议解析工具,则该物联网网关设备就判定为没有能力解析该数据请求。
反之,物联网网关设备就可以自动与远端设备通过现有的modbus协议解析工具与远端设备进行基于modbus协议的通信。
步骤3:物联网网关设备通过控制器获取对应的modbus协议解析工具并安装,然后进行步骤4;所述的控制器中预存有与多种远端设备配套的modbus协议解析工具;
物联网网关设备获取对应的modbus协议解析工具的方法为:
步骤S31:物联网网关设备发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析请求至控制器;
步骤S32:物联网网关设备接收控制器发送的modbus协议解析工具,所述的控制器用于根据modbus协议解析请求发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析工具。
在本实施例中,控制器可以设置在客户端由客户自行维护,但是大多数时候是由物联网设备供应商进行设置和维护,以适应不同modbus协议内容的modbus协议解析工具的提供。该控制器为一云平台控制器。
控制器在物联网设备供应商的维护下,根据各种不同类型的远端设备预先在控制器内存储多种针对于不同的modbus协议内容的modbus协议解析工具;当物联网网关设备提出相应的请求时,控制器就可以迅速的将针对性的modbus协议解析工具发送至对应的物联网网关设备。
步骤4:物联网网关设备通过modbus协议与远端设备通信并采集远端设备的业务数据并传送给数据读取和存储设备。
物联网网关设备安装相应的modbus协议解析工具后,就可以对相应的远端设备以正确的modbus协议进行通信,将数据读取和存储设备的相关业务请求发送至远端设备,并得到远端设备回传的业务数据,并将业务数据传输至数据读取和存储设备。
本实施例的优点在于采用向物联网网关设备提供modbus协议解析工具的控制器,通过物联网网关设备判断其自身是否具有解析特定的远端设备的modbus协议的能力来向控制器调取对应的modbus协议解析工具,使具有不同的物联网网关设备的物联网系统能够在控制器侧做一次开发即可适配不同厂家的网关设备,无需在物联网网关设备的APP上重复开发相关的Modbus解析功能。
实施例2
如图2所示,一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的系统,包括远端设备4、物联网网关设备1、数据读取和存储设备2、控制器3。
具体来说,所述的物联网网关设备1包括:
请求接收单元11:用于接收数据读取和存储设备2发送的针对于远端设备4的数据请求;
判断单元12:根据所述的数据请求判断是否安装有与该远端设备4配套的modbus协议解析工具;
所述的判断单元12具体来说包括如下子单元:
数据请求解析子单元:用于解析数据请求中包含的该远端设备4的modbus协议内容;
判断子单元:用于判断物联网网关设备1中是否存储有与该modbus协议内容对应的modbus协议解析工具。
协议解析工具获取单元13:用于当判断单元12判断物联网网关设备1没有安装与该远端设备4配套的modbus协议解析工具时,通过控制器3获取对应的modbus协议解析工具并安装;
具体来说,所述的协议解析工具获取单元13包括如下子单元:
解析请求发送子单元:用于发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析请求至控制器3;
协议解析工具接收子单元:用于接收控制器3发送的modbus协议解析工具并安装。
数据采集和发送单元14:通过modbus协议与远端设备4通信并采集远端设备4的业务数据并传送给数据读取和存储设备2。
在实际的运行过程中,用户如果需要调用某一新安装的远端设备4的相关业务数据,则通过数据读取和存储设备2发送与该远端设备4对应的数据请求至物联网网关设备1的请求接收单元11,请求接收单元11将该数据请求发送至判断单元12,由判断单元12中的数据请求解析子单元解析数据请求,获取modbus协议内容;然后判断子单元判断是否具有与该modbus协议内容对应的modbus协议解析工具。如果有则通过数据采集和发送单元14以modbus协议与远端设备4通信并采集远端设备4的业务数据并传送给数据读取和存储设备2。如果没有,则通过协议解析工具获取单元13获取modbus协议解析工具,具体来说,首先通过解析请求发送子单元发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析请求至控制器3,然后控制器3调取相应的modbus协议解析请求发送到物联网网关设备1,物联网网关设备1的协议解析工具接收子单元接收控制器3发送的modbus协议解析工具并安装,然后通过数据采集和发送单元14进行相应的业务数据的采集和发送。
以上仅是本发明的优选实施方式,应当指出对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (8)
1.一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法,所述的方法涉及远端设备、物联网网关设备、数据读取和存储设备;其特征在于,还包括用于向物联网网关设备提供modbus协议解析工具的控制器;
所述的方法具体为:步骤1:物联网网关设备接收数据读取和存储设备发送的针对于远端设备的数据请求;
所述数据请求包含了该远端设备的modbus协议内容,所述modbus协议内容包括与工业生产相关的参数;
步骤2:物联网网关设备根据所述的数据请求判断是否安装有与该远端设备配套的modbus协议解析工具;若有则进行步骤4,若无则进行步骤3;
物联网网关设备根据数据请求中所包含的modbus协议内容判断是否具有对应的modbus协议解析工具;当远端设备安装到物联网系统中时,用户在业务云平台中配置所需要的业务数据的modbus协议内容,数据读取和存储设备安装在业务云平台中;
步骤3:物联网网关设备通过控制器获取对应的modbus协议解析工具并安装,然后进行步骤4;所述的控制器中预存有与多种远端设备配套的modbus协议解析工具;
步骤4:物联网网关设备通过modbus协议与远端设备通信并采集远端设备的业务数据并传送给数据读取和存储设备。
2.根据权利要求1所述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法,其特征在于,步骤3中物联网网关设备获取对应的modbus协议解析工具的方法为:
步骤S31:物联网网关设备发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析请求至控制器;
步骤S32:物联网网关设备接收控制器发送的modbus协议解析工具,所述的控制器用于根据modbus协议解析请求发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析工具。
3.根据权利要求1所述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法,其特征在于,所述的步骤4具体为:
步骤S41:物联网网关设备通过modbus协议发送modbus业务请求至远端设备;
步骤S42:物联网网关设备通过modbus协议接收远端设备发送的业务数据;步骤S43:物联网网关设备将业务数据发送至数据读取和存储设备。
4.根据权利要求1所述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的方法,其特征在于,所述的数据读取和存储设备为数据读取和存储云平台;所述的控制器为云平台控制器。
5.一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的物联网网关设备,其特征在于,包括:
请求接收单元:用于接收数据读取和存储设备发送的针对于远端设备的数据请求;
所述数据请求包含了该远端设备的modbus协议内容,所述modbus协议内容包括与工业生产相关的参数;当远端设备安装到物联网系统中时,用户在业务云平台中配置所需要的业务数据的modbus协议内容,数据读取和存储设备安装在业务云平台中;
判断单元:根据所述的数据请求判断是否安装有与该远端设备配套的modbus协议解析工具;
协议解析工具获取单元:用于当判断单元判断物联网网关设备没有安装与该远端设备配套的modbus协议解析工具时,通过控制器获取对应的modbus协议解析工具并安装;所述的控制器中预存有与多种远端设备配套的modbus协议解析工具;
数据采集和发送单元:通过modbus协议与远端设备通信并采集远端设备的业务数据并传送给数据读取和存储设备。
6.根据权利要求5所述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的物联网网关设备,其特征在于,所述的判断单元包括:
数据请求解析子单元:用于解析数据请求中包含的该远端设备的modbus协议内容;
判断子单元:用于判断物联网网关设备中是否存储有与该modbus协议内容对应的modbus协议解析工具。
7.根据权利要求6所述的基于集中控制的动态解析Modbus协议的物联网网关设备,其特征在于,协议解析工具获取单元包括如下子单元:
解析请求发送子单元:用于发送针对于modbus协议内容的modbus协议解析请求至控制器;
协议解析工具接收子单元:用于接收控制器发送的modbus协议解析工具并安装。
8.一种基于集中控制的动态解析Modbus协议的系统,其特征在于,包括远端设备、如权利要求5-7任一所述的物联网网关设备、数据读取和存储设备以及控制器。
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