CN113904893A - 一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法及装置，该方法包括以下步骤：步骤（1）设计支持Modbus协议的从设备、主设备；步骤（2）在从设备上设计被动发现模块；步骤（3）在主设备上设计主动扫描模块；步骤（4）在主设备上设计从设备管理模块；步骤（5）搭建Modbus协议从设备智能发现、管理系统，实现基于Modbus协议从设备智能发现和管理。本发明能够解决该系统在部署过程中需要手工统计、录入，消耗大量的人力、物力等问题，使工业电子设备更易于现场部署、从设备主动发现并易于管理，降低系统的部署成本，节省成本，提高效率。

Description

一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法及装置
技术领域
本发明属于工业电子设备通信技术领域，尤其涉及了一种基于Modbus协议从设备智能发现、管理方法及装置。
背景技术
近年来，越来越多的工业电子设备使用Modbus协议，通过此协议，实现从设备、主设备之间的数据通信。依据此协议，不同厂商生产的控制设备可以连接成工业网络，进行集中监控；并且Modbus协议标准开发、公开并且无版税要求，用户完全可以免费试用，因此成为全球应用最广泛的工业协议。
但在工业环境下实际部署，必须在部署之前统计出从设备的ID，把统计的从设备ID输入到主设备中，主设备根据输入的从设备ID，与从设备进行通信以及管理从设备。此过程需要耗费大量的人力、物力。特别是当添加、更换从设备信息时，都需要统计、录入等操作。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的在工业环境下部署时获取从设备ID，需要消耗大量的人力、物力等问题，提供了一种基于Modbus协议从设备智能发现、管理方法及装置。本发明能够解决该系统在部署过程中需要手工统计、录入，消耗大量的人力、物力等问题，使工业电子设备更易于现场部署、从设备主动发现并易于管理，降低系统的部署成本，节省成本，提高效率。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，包括以下步骤：
步骤（1）设计支持Modbus协议的从设备、主设备；
步骤（2）在从设备上设计被动发现模块；
步骤（3）在主设备上设计主动扫描模块；
步骤（4）在主设备上设计从设备管理模块；
步骤（5）搭建Modbus协议从设备智能发现、管理系统。
本发明进一步说明，所述步骤（1）中，所述从设备包括存储器单元Ⅰ、处理器单元Ⅰ和RS485串行接口Ⅰ；所述存储器单元Ⅰ，用于存储被动发现指令、从设备ID、回应数据等；所述处理器单元Ⅰ，用于执行相关被动发现指令，判断是否响应主设备命令；所述RS485串行接口Ⅰ，用于接收传送Modbus协议数据。
本发明进一步说明，所述步骤（1）中，所述主设备包括存储器单元Ⅱ、处理器单元Ⅱ、RS485串行接口Ⅱ、显示单元和操作单元；所述存储器单元Ⅱ，用于存储主动扫描指令、从设备ID信息、配置信息等；所述处理器单元Ⅱ，用于执行扫描从设备指令、写入从设备信息到存储单元；所述RS485串行接口Ⅱ，用于接收传送Modbus协议数据；所述显示单元，用于显示扫描到的从设备ID；所述操作单元，用于负责处理对设备管理。
本发明进一步说明，所述步骤（2）中，所述被动发现模块主要由数据接收模块Ⅰ、数据判断模块和数据回应模块组成；所述数据接收模块Ⅰ，用于接收主设备发送的Modbus协议数据数据；所述数据判断模块，用于从存储器单元Ⅰ中读取自身的ID信息，并且和数据接收模块Ⅰ接收到的Modbus协议中的ID信息进行对比，如果不一致，则丢弃数据，如果一致，则向数据回应模块发出回应指令；所述数据回应模块，用于从存储器单元Ⅰ中读取已设置好的回应数据，并回应给主设备，表示该从设备存在。
本发明进一步说明，所述步骤（3）中，所述主动扫描模块主要由数据发送模块、数据接收模块Ⅱ、数据存储模块组成；所述数据发送模块按照从设备的范围1～247逐个发送扫描请求；数据接收模块Ⅱ等待从设备响应，如果未等待到从设备的响应数据，继续执行下一个从设备扫描，如果等待到从设备的响应数据，则数据存储模块将扫描到的从设备写入到存储器单元Ⅱ中，如此每隔N分钟，重复以上步骤。
本发明进一步说明，所述步骤（4）中，所述从设备管理模块主要由从设备显示模块、从设备设置模块和从设备告警模块组成；所述从设备显示模块，用于显示步骤（3）扫描到的从设备ID信息，直观的展示从设备ID信息；所述从设备设置模块，用于提供设置获取指定从设备数据时间、频次等，方便从设备管理；所述从设备告警模块，用于提供从设备离线告警，当从设备离线时，第一时间发现问题，保证该系统的稳定性。
本发明进一步说明，所述步骤（5）具体为：随机选取ID为1～247的从设备若干个，通过RS485串行链路，接入主设备中，启动主设备和从设备，实现基于Modbus协议从设备智能发现和管理。启动设备后，等待若干秒后(与接入从设备数量有关)，通过主设备的显示模块，查看接入的从设备信息，主动离线一个从设备，等待若干秒后（以配置的检测时间为准），查看设备告警模块是否发出从设备离线告警信息，验证该系统的有效性。
一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的装置，包括一个主设备和若干个从设备；所述从设备通过RS485串行链路接入主设备。
所述主设备包括存储器单元Ⅱ、处理器单元Ⅱ、RS485串行接口Ⅱ、显示单元、操作单元、主动扫描模块和从设备管理模块；所述存储器单元Ⅱ，用于存储主动扫描指令、从设备ID信息、配置信息等；所述处理器单元Ⅱ，用于执行扫描从设备指令、写入从设备信息到存储单元；所述RS485串行接口Ⅱ，用于接收传送Modbus协议数据；所述显示单元，用于显示扫描到的从设备ID；所述操作单元，用于负责处理对设备管理；所述主动扫描模块，用于向从设备发送扫描请求，并接收从设备的回应数据；所述从设备管理模块，用于显示扫描到的从设备ID信息、设置获取从设备数据的参数及发出从设备离线告警信息。
所述从设备包括存储器单元Ⅰ、处理器单元Ⅰ、RS485串行接口Ⅰ和被动发现模块；所述存储器单元Ⅰ，用于存储被动发现指令、从设备ID、回应数据等；所述处理器单元Ⅰ，用于执行相关被动发现指令，判断是否响应主设备命令；所述RS485串行接口Ⅰ，用于接收传送Modbus协议数据；所述被动发现模块，用于根据扫描请求，判断ID信息，进而回应主设备。
本发明进一步说明，所述主动扫描模块主要由数据发送模块、数据接收模块Ⅱ、数据存储模块组成；所述从设备管理模块主要由从设备显示模块、从设备设置模块和从设备告警模块组成。
本发明进一步说明，所述被动发现模块主要由数据接收模块Ⅰ、数据判断模块和数据回应模块组成。
本发明的优点：
1.本发明提出的方法能够实现主设备主动发现从设备，自动录入从设备的ID信息，更便于现场部署。
2.本发明不再需要耗费大量的人力、物力维护从设备ID，大大减少部署时间，节省系统部署成本。
附图说明
图1是本发明一实施例的系统整体框图。
图2是本发明一实施例的从设备被动发现模块流程图。
图3是本发明一实施例的主设备主动扫描模块流程图。
图4是本发明一实施例的主设备管理从设备模块流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
实施例1：
一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，包括以下步骤：
步骤（1）设计支持Modbus协议的从设备、主设备；
所述从设备包括存储器单元Ⅰ、处理器单元Ⅰ和RS485串行接口Ⅰ；所述存储器单元Ⅰ，用于存储被动发现指令、从设备ID、回应数据；所述处理器单元Ⅰ，用于执行相关被动发现指令，判断是否响应主设备命令；所述RS485串行接口Ⅰ，用于接收传送Modbus协议数据。
所述主设备包括存储器单元Ⅱ、处理器单元Ⅱ、RS485串行接口Ⅱ、显示单元和操作单元；所述存储器单元Ⅱ，用于存储主动扫描指令、从设备ID信息、配置信息等；所述处理器单元Ⅱ，用于执行扫描从设备指令、写入从设备信息到存储单元；所述RS485串行接口Ⅱ，用于接收传送Modbus协议数据；所述显示单元，用于显示扫描到的从设备ID；所述操作单元，用于负责处理对设备管理。
步骤（2）在从设备上设计被动发现模块；
所述被动发现模块主要由数据接收模块Ⅰ、数据判断模块和数据回应模块组成；所述数据接收模块Ⅰ，用于接收主设备发送的Modbus协议数据数据；所述数据判断模块，用于从存储器单元Ⅰ中读取自身的ID信息，并且和数据接收模块Ⅰ接收到的Modbus协议中的ID信息进行对比，如果不一致，则丢弃数据，如果一致，则向数据回应模块发出回应指令；所述数据回应模块，用于从存储器单元Ⅰ中读取已设置好的回应数据，并回应给主设备，表示该从设备存在。
步骤（3）在主设备上设计主动扫描模块；
所述主动扫描模块主要由数据发送模块、数据接收模块Ⅱ、数据存储模块组成；所述数据发送模块按照从设备的范围1～247逐个发送扫描请求；数据接收模块Ⅱ等待从设备响应，如果未等待到从设备的响应数据，继续执行下一个从设备扫描，如果等待到从设备的响应数据，则数据存储模块将扫描到的从设备写入到存储器单元Ⅱ中，如此每隔N分钟，重复以上步骤。
步骤（4）在主设备上设计从设备管理模块；
所述从设备管理模块主要由从设备显示模块、从设备设置模块和从设备告警模块组成；所述从设备显示模块，用于显示步骤（3）扫描到的从设备ID信息，直观的展示从设备ID信息；所述从设备设置模块，用于提供设置获取指定从设备数据时间、频次等，方便从设备管理；所述从设备告警模块，用于提供从设备离线告警，当从设备离线时，第一时间发现问题，保证该系统的稳定性。
步骤（5）搭建Modbus协议从设备智能发现、管理系统；
随机选取ID为1～247的从设备若干个，通过RS485串行链路，接入主设备中，启动主设备和从设备，实现基于Modbus协议从设备智能发现和管理。启动设备后，等待若干秒后(与接入从设备数量有关)，通过主设备的显示模块，查看接入的从设备信息，主动离线一个从设备，等待若干秒后（以配置的检测时间为准），查看设备告警模块是否发出从设备离线告警信息，验证该系统的有效性。
上述方法中涉及一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的装置，包括一个主设备和若干个从设备；所述从设备通过RS485串行链路接入主设备。
所述主设备包括存储器单元Ⅱ、处理器单元Ⅱ、RS485串行接口Ⅱ、显示单元、操作单元、主动扫描模块和从设备管理模块。所述主动扫描模块主要由数据发送模块、数据接收模块Ⅱ、数据存储模块组成；所述从设备管理模块主要由从设备显示模块、从设备设置模块和从设备告警模块组成。
所述从设备包括存储器单元Ⅰ、处理器单元Ⅰ、RS485串行接口Ⅰ和被动发现模块。所述被动发现模块主要由数据接收模块Ⅰ、数据判断模块和数据回应模块组成。
本实施例不需要手工记录、录入等操作，实现快速部署，主动发现从设备，提高部署效率，减少部署成本，达到本发明目的。
显然，上述实施例仅仅是为了清楚的说明本发明所作的举例，而并非对本发明实施的限定。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举；而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤（1）设计支持Modbus协议的从设备、主设备；
步骤（2）在从设备上设计被动发现模块；
步骤（3）在主设备上设计主动扫描模块；
步骤（4）在主设备上设计从设备管理模块；
步骤（5）搭建Modbus协议从设备智能发现、管理系统。
2.根据权利要求1所述的基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，其特征在于：
所述步骤（1）中，所述从设备包括存储器单元Ⅰ、处理器单元Ⅰ和RS485串行接口Ⅰ；
所述存储器单元Ⅰ，用于存储被动发现指令、从设备ID、回应数据；
所述处理器单元Ⅰ，用于执行相关被动发现指令，判断是否响应主设备命令；
所述RS485串行接口Ⅰ，用于接收传送Modbus协议数据。
3.根据权利要求2所述的基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，其特征在于：
所述步骤（1）中，所述主设备包括存储器单元Ⅱ、处理器单元Ⅱ、RS485串行接口Ⅱ、显示单元和操作单元；
所述存储器单元Ⅱ，用于存储主动扫描指令、从设备ID信息、配置信息；
所述处理器单元Ⅱ，用于执行扫描从设备指令、写入从设备信息到存储单元；
所述RS485串行接口Ⅱ，用于接收传送Modbus协议数据；
所述显示单元，用于显示扫描到的从设备ID；
所述操作单元，用于负责处理对设备管理。
4.根据权利要求3所述的基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，其特征在于：
所述步骤（2）中，所述被动发现模块主要由数据接收模块Ⅰ、数据判断模块和数据回应模块组成；
所述数据接收模块Ⅰ，用于接收主设备发送的Modbus协议数据数据；
所述数据判断模块，用于从存储器单元Ⅰ中读取自身的ID信息，并且和数据接收模块Ⅰ接收到的Modbus协议中的ID信息进行对比，如果不一致，则丢弃数据，如果一致，则向数据回应模块发出回应指令；
所述数据回应模块，用于从存储器单元Ⅰ中读取已设置好的回应数据，并回应给主设备，表示该从设备存在。
5.根据权利要求4所述的基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，其特征在于：
所述步骤（3）中，所述主动扫描模块主要由数据发送模块、数据接收模块Ⅱ、数据存储模块组成；
所述数据发送模块按照从设备的范围1～247逐个发送扫描请求；数据接收模块Ⅱ等待从设备响应，如果未等待到从设备的响应数据，继续执行下一个从设备扫描，如果等待到从设备的响应数据，则数据存储模块将扫描到的从设备写入到存储器单元Ⅱ中，如此每隔N分钟，重复以上步骤。
6.根据权利要求5所述的基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，其特征在于：
所述步骤（4）中，所述从设备管理模块主要由从设备显示模块、从设备设置模块和从设备告警模块组成；
所述从设备显示模块，用于显示步骤（3）扫描到的从设备ID信息，直观的展示从设备ID信息；
所述从设备设置模块，用于提供设置获取指定从设备数据时间、频次，方便从设备管理；
所述从设备告警模块，用于提供从设备离线告警，当从设备离线时，第一时间发现问题，保证该系统的稳定性。
7.根据权利要求6所述的基于Modbus协议从设备智能发现和管理的方法，其特征在于：
所述步骤（5）具体为：随机选取ID为1～247的从设备若干个，通过RS485串行链路，接入主设备中，启动主设备和从设备，实现基于Modbus协议从设备智能发现和管理。
8.一种基于Modbus协议从设备智能发现和管理的装置，其特征在于：包括一个主设备和若干个从设备；所述从设备通过RS485串行链路接入主设备；
所述主设备包括存储器单元Ⅱ、处理器单元Ⅱ、RS485串行接口Ⅱ、显示单元、操作单元、主动扫描模块和从设备管理模块；
所述存储器单元Ⅱ，用于存储主动扫描指令、从设备ID信息、配置信息；
所述处理器单元Ⅱ，用于执行扫描从设备指令、写入从设备信息到存储单元；
所述RS485串行接口Ⅱ，用于接收传送Modbus协议数据；
所述显示单元，用于显示扫描到的从设备ID；
所述操作单元，用于负责处理对设备管理；
所述主动扫描模块，用于向从设备发送扫描请求，并接收从设备的回应数据；
所述从设备管理模块，用于显示扫描到的从设备ID信息、设置获取从设备数据的参数及发出从设备离线告警信息；
所述从设备包括存储器单元Ⅰ、处理器单元Ⅰ、RS485串行接口Ⅰ和被动发现模块；
所述存储器单元Ⅰ，用于存储被动发现指令、从设备ID、回应数据；
所述处理器单元Ⅰ，用于执行相关被动发现指令，判断是否响应主设备命令；
所述RS485串行接口Ⅰ，用于接收传送Modbus协议数据；
所述被动发现模块，用于根据扫描请求，判断ID信息，进而回应主设备。
9.根据权利要求8所述的基于Modbus协议从设备智能发现和管理的装置，其特征在于：所述主动扫描模块主要由数据发送模块、数据接收模块Ⅱ、数据存储模块组成；所述从设备管理模块主要由从设备显示模块、从设备设置模块和从设备告警模块组成。
10.根据权利要求8所述的基于Modbus协议从设备智能发现和管理的装置，其特征在于：所述被动发现模块主要由数据接收模块Ⅰ、数据判断模块和数据回应模块组成。
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