CN112822083B - 面向modbus应用层的数据校验方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种面向MODBUS应用层的数据校验方法和系统，包括：步骤1：通讯双方共同定义MODBUS应用层数据校验位；步骤2：通讯双方将数据校验位插入MODBUS地址表中；步骤3：通讯双方根据插入校验位后的MODBUS地址表，将数据写入MODBUS地址空间；步骤4：MODBUS数据读取方的应用层从MODBUS地址空间读取数据，并根据通讯双方的校验码进行数据校验。本发明采用的校验方法，对MODBUS应用层的数据提供一定程度的校验，减少MODBUS传输过程中常见的数据错位现象，避免因此导致的应用层数据误引用。

Description

面向MODBUS应用层的数据校验方法和系统
技术领域
本发明涉及数据校验技术领域，具体地，涉及一种面向MODBUS应用层的数据校验方法和系统。
背景技术
MODBUS通讯协议的机制保证了协议层(对于MODBUSTCP而言指传输层；对于MODBUSRTU而言指数据链路层)的数据正确性。但对于应用层传输的数据本体，MODBUS无法判断其正确性。冗长的数据表带来潜在的数据错位可能，数据表的更新或MODBUS驱动的更新提高了通讯过程中通讯双方数据定义不匹配的可能性。若无针对性的校验方法，错误数据可能被视为有效数据被应用层程序采用，进而造成意料外的后果。
专利文献CN106506307(申请号：CN201611198341.X)公开了一种Modbus帧格式自描述方法，包括寄存器数据类型可自描述；寄存器地址低字节在前还是高字节在前可自描述；寄存器数据低字节在前还是高字节在前可自描述；寄存器、继电器、开入量读写支持的功能码可自描述；寄存器、继电器、开入量起始地址定义可自描述；寄存器、继电器、开入量数量可自描述；CRC校验低字节在前还是高字节在前可自描述。下位机增加Modbus帧格式自描述信息，上位机通过指令召唤下位机自描述信息，根据下位机的自描述信息去召唤数据和解析数据，即可轻松实现通信匹配和数据解析匹配。该专利针对的是modbus协议层，采用该方法需通讯双方同时更改modbus驱动程序。该专利无法对所传输的数据本体进行校验。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种面向MODBUS应用层的数据校验方法和系统。
根据本发明提供的面向MODBUS应用层的数据校验方法，包括：
步骤1：通讯双方共同定义MODBUS应用层数据校验位；
步骤2：通讯双方将数据校验位插入MODBUS地址表中；
步骤3：通讯双方根据插入校验位后的MODBUS地址表，将数据写入MODBUS地址空间；
步骤4：MODBUS数据读取方的应用层从MODBUS地址空间读取数据，并根据通讯双方的校验码进行数据校验。
优选的，所述步骤1包括：设置通讯地址表中数据总长度为L，定义通讯双方地址表中第10*n+1位为数据校验位，n＝1，2，3，4…，n≤0.11*L，数据校验位中的校验码为～binary(10*n+1)，即校验位地址二进制按位取反。
优选的，所述步骤4包括：若校验码符合校验规则，则判定该组数据有效，应用层根据该组数据进行应用处理；若不符合校验规则，应用层进行故障处理。
根据本发明提供的面向MODBUS应用层的数据校验系统，包括：
模块M1：通讯双方共同定义MODBUS应用层数据校验位；
模块M2：通讯双方将数据校验位插入MODBUS地址表中；
模块M3：通讯双方根据插入校验位后的MODBUS地址表，将数据写入MODBUS地址空间；
模块M4：MODBUS数据读取方的应用层从MODBUS地址空间读取数据，并根据通讯双方的校验码进行数据校验。
优选的，所述模块M1包括：设置通讯地址表中数据总长度为L，定义通讯双方地址表中第10*n+1位为数据校验位，n＝1，2，3，4…，n≤0.11*L，数据校验位中的校验码为～binary(10*n+1)，即校验位地址二进制按位取反。
优选的，所述模块M4包括：若校验码符合校验规则，则判定该组数据有效，应用层根据该组数据进行应用处理；若不符合校验规则，应用层进行故障处理。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用的校验方法，对MODBUS应用层的数据提供一定程度的校验，减少MODBUS传输过程中常见的数据错位现象，避免因此导致的应用层数据误引用；
2、针对不同MODBUS通讯组采用不同的校验方法，可有效减少多组MODBUS通讯场景下的数据误采集；
3、采用本方法无需更改MODBUS驱动程序，仅需应用层进行数据校验；
4、按照本方法实施数据校验过程中，可以根据通讯双方对校验强度的需求调整校验位的定义，更严格的校验位定义将要求应用程序消耗更多的计算资源。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为原数据表图；
图2为插入校验位后数据表图；
图3为MODBUS应用层数据(读取)校验流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例：
在应用程序通过MODBUS协议传输数据时，将通讯双方共同定义的数据校验位插入数据地址表中，数据接收方根据校验位判断所接收的数据是否有效。本发明在使用过程中需要通讯双方，至少是数据接收方具有应用层的编辑权限和编辑能力，能够编程实现对数据校验规则的判断。
如图3，根据本发明提供的面向MODBUS应用层的数据校验方法，包括：
步骤1：通讯双方共同定义MODBUS应用层数据校验位，如图1，为原数据表图；
设通讯地址表中某类数据(coil，holdingregister等)总长度为L，通讯双方定义地址表中第10*n+1位为数据校验位，n＝1，2，3，4…，n≤0.11*L，数据校验位中的校验码为～binary(10*n+1)，即校验位地址二进制按位取反。
步骤2：通讯双方将数据校验位插入MODBUS地址表中，如图2，为插入校验位后数据表图；
将校验位插入长度为50的MODBUSholdingregister地址表中；
步骤3：通讯双方(对于MODBUSTCP而言，通讯双方指server和client；对于MODBUSRTU而言，通讯双方指slave和master)根据插入校验位后的数据表将数据写入MODBUS地址空间；
步骤4：MODBUS数据读取方的应用层从MODBUS地址空间读取数据，并根据双方定义的校验码进行数据校验。若相应的校验码符合定义的校验规则，则认定该组数据有效，应用层可根据该组数据进行应用处理；若不符合校验规则，应用层转而进行故障处理。
根据本发明提供的面向MODBUS应用层的数据校验系统，包括：
模块M1：通讯双方共同定义MODBUS应用层数据校验位；
模块M2：通讯双方将数据校验位插入MODBUS地址表中；
模块M3：通讯双方根据插入校验位后的MODBUS地址表，将数据写入MODBUS地址空间；
模块M4：MODBUS数据读取方的应用层从MODBUS地址空间读取数据，并根据通讯双方的校验码进行数据校验。
优选的，所述模块M1包括：设置通讯地址表中数据总长度为L，定义通讯双方地址表中第10*n+1位为数据校验位，n＝1，2，3，4…，n≤0.11*L，数据校验位中的校验码为～binary(10*n+1)，即校验位地址二进制按位取反。
优选的，所述模块M2包括：将校验位插入长度为50的MODBUS地址表中。
优选的，对于MODBUSTCP而言，通讯双方为服务器server和客户机client；
对于MODBUSRTU而言，通讯双方为从盘slave和主盘master。
优选的，所述模块M4包括：若校验码符合校验规则，则判定该组数据有效，应用层根据该组数据进行应用处理；若不符合校验规则，应用层进行故障处理。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (4)

1.一种面向MODBUS应用层的数据校验方法，其特征在于，包括：
步骤1：通讯双方共同定义MODBUS应用层数据校验位；
步骤2：通讯双方将数据校验位插入MODBUS地址表中；
步骤3：通讯双方根据插入校验位后的MODBUS地址表，将数据写入MODBUS地址空间；
步骤4：MODBUS数据读取方的应用层从MODBUS地址空间读取数据，并根据通讯双方的校验码进行数据校验；
所述步骤1包括：设置通讯地址表中数据总长度为L，定义通讯双方地址表中第10*n+1位为数据校验位，n＝1，2，3，4…，n≤0.11*L，数据校验位中的校验码为～binary(10*n+1)，即校验位地址二进制按位取反。
2.根据权利要求1所述的面向MODBUS应用层的数据校验方法，其特征在于，所述步骤4包括：若校验码符合校验规则，则判定该组数据有效，应用层根据该组数据进行应用处理；若不符合校验规则，应用层进行故障处理。
3.一种面向MODBUS应用层的数据校验系统，其特征在于，包括：
模块M1：通讯双方共同定义MODBUS应用层数据校验位；
模块M2：通讯双方将数据校验位插入MODBUS地址表中；
模块M3：通讯双方根据插入校验位后的MODBUS地址表，将数据写入MODBUS地址空间；
模块M4：MODBUS数据读取方的应用层从MODBUS地址空间读取数据，并根据通讯双方的校验码进行数据校验；
所述模块M1包括：设置通讯地址表中数据总长度为L，定义通讯双方地址表中第10*n+1位为数据校验位，n＝1，2，3，4…，n≤0.11*L，数据校验位中的校验码为～binary(10*n+1)，即校验位地址二进制按位取反。
4.根据权利要求3 所述的面向MODBUS应用层的数据校验系统，其特征在于，所述模块M4包括：若校验码符合校验规则，则判定该组数据有效，应用层根据该组数据进行应用处理；若不符合校验规则，应用层进行故障处理。
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