CN204465598U - 一种基于modbus的多协议转换警情信息远程传输系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，包含警情信息传输设备、服务器/云平台、以及远程客户端；警情信息传输设备通过RS-232串行总线与采用MODBUS协议标准的警情信息采集设备连接，用于实现MODBUS协议的解析封装；服务器/云平台用于接收和存储警情信息，并及时将警情信息推送给远程智能手机客户端，同时接收客户端的控制指令并将其发送给警情信息传输设备；远程客户端用于接收警情信息和发送控制指令。本实用新型使得警情信息能够和远程服务器交互，具有较大的实用价值。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑物消防安全和工业控制领域，尤其涉及一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统。
背景技术
MODBUS协议是现场控制总线诸多不同协议中的一种，广泛应用于消防安全和工业控制现场。MODBUS协议支持RS-232、RS-422、RS-485等多种电器接口，通过此协议，控制器之间以及经过网络连接控制器和其它设备之间可以进行通信。但是因为MODBUS协议是工业现场总线协议，与采用通用分组无线服务技术的GPRS和基于TCP/IP协议的以太网不能直接连接，获取的警情信息无法直接传递到远程服务器，必须经过处理后才能传递到远程服务器，并且，用户无法通过远程直接传递数据或命令给警情信息采集设备，无法满足现代社会建筑消防安全信息自动化的要求。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及的缺陷，提供一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统。
本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，包含警情信息传输设备、服务器/云平台、以及远程客户端；
所述警情信息传输设备通过RS-232串行总线与采用MODBUS协议标准的警情信息采集设备连接，用于实现MODBUS协议的解析封装；
所述服务器/云平台用于接收和存储警情信息，并及时将警情信息推送给远程智能手机客户端，同时接收客户端的控制指令并将其发送给警情信息传输设备；
所述远程客户端用于接收警情信息和发送控制指令。
作为本实用新型一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述警情信息传输设备包含微控制器模块、RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、LCD显示模块、声光报警模块和存储模块，所述微控制器模块分别和RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、LCD显示模块、声光报警模块、存储模块电气相连，所述RS-232通信模块和警情信息采集设备相连；
所述GPRS通信模块通过GPRS通信网络与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；
所述TCP/IP通信模块通过以太网与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；
所述LCD模块用于显示警报信息、设备信息和工作状态；
所述声光报警模块用于设备异常情况警报；
所述存储模块用于存储数据；
所述微控制器模块用于实现MODBUS到GPRS协议、以及MODBUS到TCP/IP协议的转换。
作为本实用新型一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述TCP/IP通信模块包含网络接口芯片ENC28J60、隔离LPF滤波器和RJ45接口，其中，网络接口芯片ENC28J60通过隔离LPF滤波器与RJ45接口连接。
作为本实用新型一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述微控制器模块采用STM32系列的微控制器。
作为本实用新型一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述GPRS通信模块采用SIMCOM的SIM900A模块。
作为本实用新型一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述电源模块采用DC-DC和LDO组合输出电源。
作为本实用新型一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述LCD模块采用12864位液晶显示屏。
作为本实用新型一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述声光报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。
所述服务器/云平台能够对远程客户端的用户权限进行管理，根据用户的权限和优先级而限制其行为；能够统计所接收的警情信息历史数据，分析警情发生概率较高的地点、季节或时间段，可为用户做警情预防措施时提供参考。
所述服务器/云平台采用B/S架构，远程客户端用户可通过连接到Internet的PC或Taplet登陆服务器/云平台，实时动态的监测现场警情状况。
本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1. 能够将采集到的MODBUS协议帧格式的警情数据直接通过GPRS或TCP/IP通信网络上传到服务器/云平台，使得服务器/云平台及时将接收到的警情信息提供给远程用户；
2. 能够接收远程用户的数据或控制命令,将其经MODBUS处理单元封装后通过RS-232串行总线直接发送给警情信息采集设备；
3. 警情信息采集设备与远程服务器/云平台连接时采用MODBUS到GPRS和MODBUS到TCP/IP两种不同的协议转换，保证了通信的可靠性。
附图说明
图1是基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统的结构示意图；
图2是警情信息传输设备的工作原理图；
图3是警情信息传输设备的定时器中断流程图。
具体实施方式
为了更能体现本实用新型专利的技术特征，现结合附图对其做进一步阐述。
本实用新型公开了一种基于MODBUS的多协议转换警情数据远程传输系统，其结构如图1所示，包括信息传输设备、服务器/云平台、以及远程客户端；其中，警情信息传输设备通过RS-232串行总线与采用MODBUS协议标准的警情信息采集设备连接，用于实现MODBUS协议的解析封装；服务器/云平台用于接收和存储警情信息，并及时将警情信息推送给远程智能手机客户端，同时接收客户端的控制指令并将其发送给警情信息传输设备；远程客户端用于接收警情信息和发送控制指令。
警情信息传输设备包括MCU（微控制器）模块、RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、LCD显示模块、声光报警模块和存储模块，所述微控制器模块分别和RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、LCD显示模块、声光报警模块、存储模块电气相连，所述RS-232通信模块和警情信息采集设备相连；GPRS通信模块通过GPRS通信网络与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；TCP/IP通信模块通过以太网与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；LCD模块用于显示警报信息、设备信息和工作状态；声光报警模块用于设备异常情况警报；存储模块用于存储数据；微控制器模块用于实现MODBUS到GPRS协议、以及MODBUS到TCP/IP协议的转换。
MCU（微控制器）模块采用STM32系列高性能低功耗微控制器。
电源模块由多路DC-DC（直流转直流）和LDO（低压线性稳压）电源转换芯片组成，为微控制器模块、GPRS通信模块和TCP/IP通信模块等提供稳定、安全的供电。
TCP/IP通信模块包括网络接口芯片ENC28J60、隔离LPF滤波器、RJ45接口，其通过SPI总线连接于微控制器，外部提供通用的以太网RJ45接口，网络接口芯片内嵌TCP/IP协议，微控制器通过SPI总线发送控制指令将此模块连接到远程服务器，以实现与服务器/云平台的信息交互。
存储模块包含FLASH存储模块和SRAM存储模块。
FLASH存储模块通过SPI串行总线连接于微控制器，用于程序和数据存储空间的扩展。
SRAM存储模块连接于微控制器，当数据量较大时可以通过外部SRAM扩展提高系统的数据处理能力。
GPRS通信模块采用SIMCOM的SIM900A模块，通过串行总线UART连接于微控制器，其输入接口连接一SIM卡单元，SIM卡单元用作设备入网的身份识别。
此外，警情信息传输设备还设有状态指示灯、通用扩展接口（GPIO）、和GPRS网络指示灯，电源模块采用DC-DC和LDO组合输出电源，LCD模块采用12864位液晶显示屏，声光报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。
前端现场的警情信息采集设备通过RS-232通信模块接口连接到警情信息传输设备，警情信息传输设备最多可以接32个信息采集设备。
所述的信息传输设备通过GPRS和TCP/IP两种网络连接到远程服务器/云平台，警情信息传输设备上电启动后会根据网络选择开关的状态选择通过GPRS或TCP/IP网络连接到云平台/服务器。
服务器/云平台包括数据库服务器和Web服务器两个部分，数据库服务器用于接收和存储警情信息传输设备发送的警情信息，Web服务器主要面向远程客户端的接入，负责将警情信息呈现给远程用户。
远程客户端可通过两种方式获取警情信息，用户可使用接入Internet的PC或Taplet通过浏览器登陆服务器/云平台获取当前的警情信息，对现场警情状况进行远程动态监控。而智能手机用户可以安装定制开发的APP，在智能手机连接到运营的网络时，服务器/云平台可根据警情定时向用户推送信息。
图2是警情信息传输设备的工作原理图，具体步骤如下：
步骤1），系统初始化，开中断；
步骤2），初始化MODBUS协议栈；
步骤3），判断网络选通开关Slect_net的状态，如果Slect_net=1，选择启动GPRS模块，如果Slect_net=0，选择启动TCP/IP模块；
步骤4），判断信息传输设备是否已经连接到远程服务器，如果已经连接到服务器继续执行步骤5），否则转到步骤3），直到连接远程服务器成功；
步骤5），启动MODBUS协议栈，检测微控制器的通用异步收发传输器UART1是否有数据送入，如果有数据，则开始接收；
步骤6），每接收完一个字节，判断3.5个字符时间内UART1是否还有数据，若果有数据， 则转到步骤5）继续接收，否则说明该帧数据接收完成，继续执行步骤7）；
步骤7），对接收到的数据进行校验，判断数据是否正确，如果正确，将其存入发送缓存中，否则转到步骤5）重新检测接收数据；
步骤8），调用发送函数将发送缓存中的数据通过GPRS或TCP/IP发送到远程服务器，发送完成转到步骤5）继续检测是否有新的数据。
图3是定时器T3中断服务程序流程图，用T3定时器中断产生3.5个字符时间。当UART有数据进来后，每接收一个字节通过中断计时判断3.5个字符时间内串口是否还有数据送入，如果有，说明数据还没有接收完毕，继续接收，否则说明此帧数据已经接收完毕。T3计数器进入中断后开始计数，若定时器溢出则超出3.5个字符时间，设置数据接收完毕标志位，退出中断，否则直接退出中断。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1. 一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，其特征在于，包含警情信息传输设备、服务器/云平台、以及远程客户端；
所述警情信息传输设备通过RS-232串行总线与采用MODBUS协议标准的警情信息采集设备连接，用于实现MODBUS协议的解析封装；
所述服务器/云平台用于接收和存储警情信息，并及时将警情信息推送给远程智能手机客户端，同时接收客户端的控制指令并将其发送给警情信息传输设备；
所述远程客户端用于接收警情信息和发送控制指令。
2. 根据权利要求1所述的基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，其特征在于，所述警情信息传输设备包含微控制器模块、RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、LCD显示模块、声光报警模块和存储模块，所述微控制器模块分别和RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、LCD显示模块、声光报警模块、存储模块电气相连，所述RS-232通信模块和警情信息采集设备相连；
所述GPRS通信模块通过GPRS通信网络与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；
所述TCP/IP通信模块通过以太网与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；
所述LCD模块用于显示警报信息、设备信息和工作状态；
所述声光报警模块用于设备异常情况警报；
所述存储模块用于存储数据；
所述微控制器模块用于实现MODBUS到GPRS协议、以及MODBUS到TCP/IP协议的转换。
3. 根据权利要求2所述的基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，其特征在于，所述TCP/IP通信模块包含网络接口芯片ENC28J60、隔离LPF滤波器和RJ45接口，其中，网络接口芯片ENC28J60通过隔离LPF滤波器与RJ45接口连接。
4. 根据权利要求2所述的基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，其特征在于，所述微控制器模块采用STM32系列的微控制器。
5. 根据权利要求2所述的基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，其特征在于，所述GPRS通信模块采用SIMCOM的SIM900A模块。
6. 根据权利要求2所述的基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，其特征在于，所述电源模块采用DC-DC和LDO组合输出电源。
7. 根据权利要求2所述的基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，其特征在于，所述LCD模块采用12864位液晶显示屏。
8. 根据权利要求2所述的基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，其特征在于，所述声光报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。
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| CN108023897A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-05-11 | 深圳前海有电物联科技有限公司 | 通信端口及具有所述通信端口的电子设备 |
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Assignee: Jiangsu Nanyou IOT Technology Park Ltd. Assignor: NANJING University OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS Contract record no.: 2016320000212 Denomination of utility model: Multi-protocol conversion warning condition information remote transmission system and method based on MODBUS Granted publication date: 20150708 License type: Common License Record date: 20161118 |
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Assignee: Jiangsu Nanyou IOT Technology Park Ltd. Assignor: NANJING University OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS Contract record no.: 2016320000212 Date of cancellation: 20180116 |
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