CN111669305A - 一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集器及采集方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集器及采集方法，涉及互联网通讯领域，所述方法包括步骤1：采集器初始化；步骤2：采集器与云端服务器建立通信，上传配置文件版本信息到云端服务器；步骤3：云端服务器判断配置文件版本信息，若配置文件不是最新版本，则更新采集器的配置文件；步骤4：采集器根据配置文件中的指令内容，定期采集工业设备的工作数据并上传到云端服务器。本发明能够支持Modbus RTU通讯协议的数据动态采集和数据异常恢复，解决网络流量拥堵问题。

Description

一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集器及采集 方法
技术领域
本发明涉及物联网通讯领域，尤其涉及一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集方法。
背景技术
Modbus RTU协议兴起于上个世纪，并且已经在各个行业中得到了广泛的应用。随着物联网技术的兴起，对数据采集功能的需求越来越高，如何适应日益变化的数据需求，以及应对工商业系统的远程维护需求，成为一个越来越重要的课题；现有厂家对具有ModbusRTU协议的工业设备，都有一套私有协议，并将协议数据上传到云端服务器。
因此，目前工业设备的远程数据传输存在以下缺点：
1.基于Modbus TCP透传，可以进行数据实时采集和数据动态配置，但是在网络异常情况下不能保存历史数据，造成数据流水；同时由于Modbus地址的不连续性，需要多次采集才能获取完整数据，增加了通信流量和网络带宽拥堵的情况。
2.基于自定义的数据采集协议取法做到数据动态配置，有变更时需要远程升级固件，增加设备维修的工作量。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集方法，能够支持Modbus RTU通讯协议的数据动态采集和数据异常恢复，解决网络流量拥堵问题。
本发明提供一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：采集器初始化；
步骤2：采集器与云端服务器建立通信，上传配置文件版本信息到云端服务器；
步骤3：云端服务器判断配置文件版本信息，若配置文件不是最新版本，则更新采集器的配置文件；
步骤4：采集器根据配置文件中的指令内容，定期采集工业设备的工作数据并上传到云端服务器。
进一步的，所述采集器初始化包括存储接口、RF射频模块接口、LED显示模块接口以及RFR射频模块接口的初始化。
进一步的，所述配置文件内容包括需要采集的寄存器地址以及寄存器数量信息、寄存器读取数据的频率以及数据上传的周期。
进一步的，当有远程设置设备参数需求时，云端服务器发送配置参数到采集器，采集器将对应的配置数据通过Modbus RTU协议发送到工业设备，同时将返回的数据上传到云端服务器进行解析。
一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集器，所述采集器包括用于数据处理的MCU，用于提供人机交互显示接口，提示接口工作状态的LED显示模块，用于数据存储的存储器，用于基站通信，将无线模拟信号转换为数字信号的RF射频模块，所述LED显示模块、存储器以及RF射频模块分别与MCU连接。
如上所述，本发明的一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集器及采集方法，具有以下有益效果：
1、本发明中，采集器与云端服务器采用配置文件，实现了数据采集的动态配置，简化了采集器软件设计，降低了采集器开发和维护的难度。
2、本发明中，当工业设备的Modbus RTU协议出现变更时，只需要在云端服务器升级通信配置文件即可，无需升级采集器固件，提高了采集器更新速度。
3、本发明中，采用通信指令动态配置的方式，通信的数据内容与某一特定的工业设备无关，便于应用于不同信号和不同领域的工业设备。
附图说明
图1显示为本发明具体实施方式公开的采集器结构框图；
图2显示为本发明具体实施方式公开的采集方法流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本发明提供一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集器，所述采集器包括用于数据处理的MCU，用于提供人机交互显示接口，提示接口工作状态的LED显示模块，用于数据存储的存储器，用于基站通信，将无线模拟信号转换为数字信号的RF射频模块，所述LED显示模块、存储器以及RF射频模块分别与MCU连接。
具体的，MCU是采集器重要处理模块，负责处理软件的各种实现逻辑，比如光伏逆变器的数据采集与上传的实现逻辑；
LED显示接口主要提供人机交互显示接口，便于提示工业设备的工作状态，比如采集器与光伏逆变器、云端服务器通讯功能是否正常；
存储器主要用于数据存储，比如存储采集器升级固件、光伏逆变器的工作数据、采集器的版本信息等数据；
RF射频模块与基站进行通信，将云端服务器发送的无线模拟信号转换为MCU可以处理的数字信号；
如图2所示，本发明提供一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集方法，所述方法包括以下步骤：
步骤1：采集器初始化；
其中，采集器初始化包括存储接口、RF射频模块接口、LED显示模块接口以及RFR射频模块接口等初始化；
步骤2：采集器与云端服务器建立通信，并上传动态配置文件版本信息；
步骤3：云端服务器判断配置文件版本信息，若配置文件不是最新版本，则更新采集器的配置文件；
其中，配置文件内容包括：
1.需要采集的寄存器地址以及寄存器数量信息：即采集器根据采集的寄存器地址读取对应工业设备的工作数据；
2.寄存器读取数据的频率：因为不同寄存器需要采集的频率要求不同，因此需要配置读取数据频率信息；
3.数据的上传周期：例如工业设备的运行状态信息，当发生运行故障时，需要实时反馈到云端服务器，将此类信息定义为变化上传信息，即有数据发生变化时立马上传；工业设备的工作电流、电压、功率等常规数据，需要周期性上传，因此需要定义上传的频率；
步骤4：采集器根据配置文件中的指令内容，定期采集工业设备的工作数据并上传到云端服务器；
其中，当有远程设置设备参数需求时，云端服务器发送配置参数到采集器，采集器将对应的配置数据通过Modbus RTU协议发送到工业设备，同时将返回的数据上传到云端服务器进行解析。
综上所述，本发明针对Modbus RTU协议的特点，能够很好的支持Modbus RTU通讯协议的数据动态采集和数据异常恢复，解决网络流量拥堵问题。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤1：采集器初始化；
步骤2：采集器与云端服务器建立通信，上传配置文件版本信息到云端服务器；
步骤3：云端服务器判断配置文件版本信息，若配置文件不是最新版本，则更新采集器的配置文件；
步骤4：采集器根据配置文件中的指令内容，定期采集工业设备的工作数据并上传到云端服务器。
2.根据权利要求1所述的基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集方法，其特征在于：所述采集器初始化包括存储接口、RF射频模块接口、LED显示模块接口以及RFR射频模块接口的初始化。
3.根据权利要求1所述的基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集方法，其特征在于：所述配置文件内容包括需要采集的寄存器地址以及寄存器数量信息、寄存器读取数据的频率以及数据上传的周期。
4.根据权利要求1所述的基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集方法，其特征在于：当有远程设置设备参数需求时，云端服务器发送配置参数到采集器，采集器将对应的配置数据通过Modbus RTU协议发送到工业设备，同时将返回的数据上传到云端服务器进行解析。
5.一种基于Modbus RTU通讯协议的远程数据动态采集器，其特征在于：所述采集器包括用于数据处理的MCU，用于提供人机交互显示接口，提示接口工作状态的LED显示模块，用于数据存储的存储器，用于基站通信，将无线模拟信号转换为数字信号的RF射频模块，所述LED显示模块、存储器以及RF射频模块分别与MCU连接。
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