CN115604233A - 一种modbus协议设备主动注册地址的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及网络通信技术领域，提出了一种modbus协议设备主动注册地址的方法及装置，应用于一modbus设备，包括：执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；在modbus总线空闲时间内，以初始地址0作为地址信息，发送上报数据到上位机，上报数据包括注册地址和设备类型；注册地址和设备类型用于加入到上位机的轮询目录中；注册地址和设备类型通过上位机解析上报数据得到。通过上述技术方案，解决了相关技术中传感器分配地址比较繁琐的问题。
Description
技术领域
本发明涉及网络通信技术领域，具体的，涉及一种modbus协议设备主动注册地址的方法及装置。
背景技术
传感器作为众多信息获取方式中最为重要的方式之一，无论是在科研领域，还是在日常生活中都起着至关重要的作用。传感器实现通信的关键技术就是传感器网络的地址配置。现有传感器分配地址要么是人工为其分配，要么上位机地址池为其分配，然后再将传感器地址改为分配的地址。无论哪种方法，传感器都是被动设置地址，并非主动为自己分配地址，该分配方法操作比较繁琐。
发明内容
本发明提出一种modbus协议设备主动注册地址的方法及装置，解决了相关技术中传感器分配地址比较繁琐的问题。
本发明的技术方案如下：
第一方面，一种modbus协议设备主动注册地址的方法，应用于一modbus设备，包括：
执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
在modbus总线空闲时间内，以初始地址0作为地址信息，发送上报数据到上位机，所述上报数据包括所述注册地址和设备类型；所述注册地址和设备类型用于加入到上位机的轮询目录中；所述注册地址和设备类型通过上位机解析所述上报数据得到；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
第二方面，一种modbus协议设备主动注册地址的方法，应用于modbus局域网中的上位机，包括：
根据已有设备地址轮询召测数据，所述已有设备具体为：已加入modbus局域网的设备；
在接收到新增设备返回的上报数据时，解析上报数据内包含的注册地址和设备类型，将所述注册地址和设备类型加入到轮询目录中；所述新增设备为：地址信息为0的设备；所述注册地址为新增设备主动注册的地址信息；所述注册地址的确定过程具体包括：
执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
第三方面，一种modbus协议设备主动注册地址的装置，应用于一modbus设备，包括：
第一处理模块：执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
第一选择模块：根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
数据发送模块：在modbus总线空闲时间内，以初始地址0作为地址信息，发送上报数据到上位机，所述上报数据包括所述注册地址和设备类型；所述注册地址和设备类型用于加入到上位机的轮询目录中；所述注册地址和设备类型通过上位机解析所述上报数据得到；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
第四方面，一种modbus协议设备主动注册地址的装置，应用于modbus局域网中的上位机，包括：
第二处理模块：根据已有地址信息轮询召测数据，所述已有地址信息具体为：modbus局域网中已分配的地址信息；
第三处理模块：在接收到新增设备返回的上报数据时，解析上报数据内包含的注册地址和设备类型信息，将所述注册地址和设备类型信息加入到轮询目录中；所述新增设备为：地址信息为0的设备；所述注册地址为新增设备主动注册的地址信息；所述注册地址的确定过程具体包括：
执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
本发明的工作原理及有益效果为：
本发明中modbus设备首先被动接收modbus总线上的数据，从该数据中提取已用地址信息，并将该地址信息存储在内部SRAM中，传感器根据从modbus总线上获取的地址信息，可以反推出未使用的地址，从中选择一个作为自己的注册地址。在modbus总线空闲时间内，modbus设备主动上报自身的注册地址到上位机。相对于人工或上位机地址池为其分配的方法，本发明方法简单便捷，显著提高了地址分配效率，避免人为失误。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明；
图1为本发明modbus协议传感器主动注册地址的方法流程图（实施例1）；
图2为本发明modbus协议传感器主动注册地址的方法流程图（实施例2）；
图3为本发明modbus协议传感器主动注册地址的装置示意图（实施例3）；
图4为本发明modbus协议传感器主动注册地址的装置示意图（实施例4）。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例一种modbus协议设备主动注册地址的方法，应用于一modbus设备，包括：
S100：执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
任一次提取已用地址操作包括：
S110：被动接收modbus总线上的数据；modbus总线上的数据包括多条指令信息；
S120：提取每条指令信息中的地址信息，该地址信息作为已用地址信息，将已用地址信息存储在内部SARM中。
本实施例中，以传感器作为modbus设备，将任一新增传感器加入modbus局域网时，该新增传感器首先处于静默状态，只会被动接收modbus总线上的数据。
从接收的数据中提取已用地址信息，并将该地址信息存储在内部SRAM中。
由于modbus工作机制是轮询召测，上位机根据轮询目录中的地址信息轮询召测数据，经过多个循环周期后，新增传感器基本可以获取到总线上全部设备的地址信息和总线空闲时间。其中，总线空闲时间根据相邻两次接收的时间差得到。
本实施例中，设置N=10，10个循环为了尽可能减少遗漏，而且避免循环次数过多造成等待时间过长。
S200：根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
本实施例中，已用地址信息为modbus局域网中已有设备的地址，已有设备的地址取值范围在1~255之间。新增传感器根据从modbus总线上获取的地址信息，可以反推出未使用的地址，从中选择一个作为自己的注册地址。
S300：在modbus总线空闲时间内，以初始地址0作为地址信息，发送上报数据到上位机，上报数据包括注册地址和设备类型；注册地址和设备类型用于加入到上位机的轮询目录中；注册地址和设备类型通过上位机解析上报数据得到；
传感器只有处于出厂状态才会进行自己分配地址，出厂状态地址默认为0，
在modbus总线空闲时间内，新增传感器主动上报自身的地址，上报的指令采用0作为地址信息，指令内容为自己的注册地址和设备类型。
上位机接收到0地址发来的数据时，解析数据内包含的注册地址和设备类型，并自动将此信息加入到轮询目录中。至此完成新增传感器的主动注册地址流程。
进一步，上位机根据地址信息轮询召测数据，modbus总线空闲时间具体为：两次轮询召测的时间间隔。
由于modbus协议是一种主从式半双工通信协议，上位机在根据地址信息轮询召测数据的同时，无法接收数据，传感器只有在modbus总线空闲时间上报自身的地址，才能被上位机接收。
进一步，modbus设备内部设置有加速度传感器，还包括：
在加速度传感器检测到的加速度变化量超过设定阈值时，主动显示出modbus设备注册地址。
针对已经设置过地址的传感器，想要读取传感器地址目前只有两种途径，一种是通过上位机软件去读取，缺点是依赖上位机，没有上位机就无法操作；第二种是通过传感器设备自带的按键和屏幕进行读取地址，缺点是操作繁琐，不同厂家的操作方式各不相同。
本实施例中，在传感器上设有加速度传感器，当加速度传感器1秒内加速度变化量超过设定阈值时，通过数码管主动显示出地址信息，2秒后数码管自动熄灭。相较于数码管一直显示地址信息的方式，优势在于降低功耗，延长电池使用寿命。相较于其他方式简单便捷，轻轻摇晃传感器就能知道地址信息。
本实施例不限于加速度传感器，倾角、应变、位移、速度、风速、风向等传感器均可适用。
实施例2
如图2所述，一种modbus协议设备主动注册地址的方法，应用于modbus局域网中的上位机，包括：
M100：根据已有设备地址轮询召测数据，所述已有设备具体为：已加入modbus局域网的设备；
具体的，在现有modbus局域网内，上位机根据已有设备地址轮询召测数据，已有设备地址在1~255之间。如果有新增传感器（新接入的传感器），新增传感器的默认地址为0，此时，新增传感器处于静默状态，只会被动接收modbus总线上的数据。新增传感器根据接收到的数据，从中提取已用地址信息（已有设备地址），反推出未使用的地址，从中选择一个作为自己的注册地址。在总线空闲时间内，新增传感器主动上报自身的地址，主动上报自身的地址，上报的指令采用0作为地址信息，指令内容为自己的注册地址和设备类型。
注册地址的确定过程具体包括：
执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
M200：在接收到新增设备返回的上报数据时，解析上报数据内包含的注册地址和设备类型，将所述注册地址和设备类型加入到轮询目录中；所述新增设备为：地址信息为0的设备；所述注册地址为新增设备主动注册的地址信息。
上位机接收到0地址发来的数据时，解析数据内包含的注册地址和设备类型，并自动将此信息加入到轮询目录中。至此完成新增传感器的主动注册地址流程。
进一步，上位机根据地址信息轮询召测数据，所述modbus总线空闲时间具体为：两次轮询召测的时间间隔。
进一步，所述modbus设备内部设置有加速度传感器，还包括：
在加速度传感器检测到的加速度变化量超过设定阈值时，主动显示出modbus设备注册地址。
实施例3
如图3所示，基于与上述实施例1相同的构思，本实施例还提出了一种modbus协议设备主动注册地址的装置，应用于一modbus设备，包括：
第一处理模块：执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
第一选择模块：根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
数据发送模块：在modbus总线空闲时间内，以初始地址0作为地址信息，发送上报数据到上位机，所述上报数据包括所述注册地址和设备类型；所述注册地址和设备类型用于加入到上位机的轮询目录中；所述注册地址和设备类型通过上位机解析所述上报数据得到；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
进一步，上位机根据地址信息轮询召测数据，所述modbus总线空闲时间具体为：两次轮询召测的时间间隔。
进一步，所述modbus设备内部设置有加速度传感器，还包括：
显示模块，在加速度传感器检测到的加速度变化量超过设定阈值时，主动显示出modbus设备注册地址。
实施例4
如图4所述，一种modbus协议设备主动注册地址的装置，应用于modbus局域网中的上位机，包括：
第二处理模块，根据已有地址信息轮询召测数据，所述已有地址信息具体为：modbus局域网中已分配的地址信息；
第三处理模块，在接收到新增设备返回的上报数据时，解析上报数据内包含的注册地址和设备类型信息，将所述注册地址和设备类型信息加入到轮询目录中；所述新增设备为：地址信息为0的设备；所述注册地址为新增设备主动注册的地址信息；所述注册地址的确定过程具体包括：
执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种modbus协议设备主动注册地址的方法，应用于一modbus设备，其特征在于，包括：
执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
在modbus总线空闲时间内，以初始地址0作为地址信息，发送上报数据到上位机，所述上报数据包括所述注册地址和设备类型；所述注册地址和设备类型用于加入到上位机的轮询目录中；所述注册地址和设备类型通过上位机解析所述上报数据得到；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
2.根据权利要求1所述的一种modbus协议设备主动注册地址的方法，其特征在于，上位机根据地址信息轮询召测数据，所述modbus总线空闲时间具体为：两次轮询召测的时间间隔。
3.根据权利要求1所述的一种modbus协议设备主动注册地址的方法，其特征在于，N≥10。
4.根据权利要求1所述的一种modbus协议设备主动注册地址的方法，其特征在于，所述modbus设备内部设置有加速度传感器，还包括：
在加速度传感器检测到的加速度变化量超过设定阈值时，主动显示出modbus设备注册地址。
5.一种modbus协议设备主动注册地址的方法，应用于modbus局域网中的上位机，其特征在于，包括：
根据已有设备地址轮询召测数据，所述已有设备具体为：已加入modbus局域网的设备；
在接收到新增设备返回的上报数据时，解析上报数据内包含的注册地址和设备类型，将所述注册地址和设备类型加入到轮询目录中；所述新增设备为：地址信息为0的设备；所述注册地址为新增设备主动注册的地址信息；所述注册地址的确定过程具体包括：
执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
6.一种modbus协议设备主动注册地址的装置，应用于一modbus设备，其特征在于，包括：
第一处理模块：执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
第一选择模块：根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
数据发送模块：在modbus总线空闲时间内，以初始地址0作为地址信息，发送上报数据到上位机，所述上报数据包括所述注册地址和设备类型；所述注册地址和设备类型用于加入到上位机的轮询目录中；所述注册地址和设备类型通过上位机解析所述上报数据得到；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
7.根据权利要求6所述的一种modbus协议设备主动注册地址的装置，其特征在于，
上位机根据地址信息轮询召测数据，所述modbus总线空闲时间具体为：两次轮询召测的时间间隔。
8.根据权利要求7所述的一种modbus协议设备主动注册地址的装置，其特征在于，N≥10。
9.根据权利要求7所述的一种modbus协议设备主动注册地址的装置，其特征在于，所述modbus设备内部设置有加速度传感器，还包括：
显示模块，在加速度传感器检测到的加速度变化量超过设定阈值时，主动显示出modbus设备注册地址。
10.一种modbus协议设备主动注册地址的装置，应用于modbus局域网中的上位机，其特征在于，包括：
第二处理模块：根据已有地址信息轮询召测数据，所述已有地址信息具体为：modbus局域网中已分配的地址信息；
第三处理模块：在接收到新增设备返回的上报数据时，解析上报数据内包含的注册地址和设备类型信息，将所述注册地址和设备类型信息加入到轮询目录中；所述新增设备为：地址信息为0的设备；所述注册地址为新增设备主动注册的地址信息；所述注册地址的确定过程具体包括：
执行N次提取已用地址操作，得到已用地址信息；其中，N为自然数；
根据已用地址信息，从未使用地址信息中选择一个地址作为modbus设备的注册地址；所述未使用地址信息为：地址1~255中除已用地址信息以外的地址信息；
任一次提取已用地址操作包括：
被动接收modbus总线上的数据；所述modbus总线上的数据包括多条指令信息；
提取每条所述指令信息中的地址信息，所述地址信息作为已用地址信息，将所述已用地址信息存储在内部SARM中。
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