[發明專利]基于路由功能的Modbus和BACnet Ethernet協議轉化裝置及轉化方法

有效

• 申請號: 201110418134.1
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102438017A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 李春旺;施方;田沛哲
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學生物化學工程學院
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/56
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 張衛華

技術領域

本發明涉及一種基于路由功能的Modbus和BACnet?Ethernet協議轉化裝置及轉化方法，可應用在以BACnet?Ethernet通訊協議為主要通信協議的網絡設備上，將Modbus設備路由定位并封裝成BACnet設備，實現在BACnet環境下對Modbus設備直接管理，從而為BACnetEthernet設備和Modbus設備集成帶來更大的應用和開發價值。

背景技術

自上世紀80年代出現第一幢智能建筑以來，智能建筑系統不斷采用最新技術進行系統集成。樓宇自控網絡協議BACnet(Building?Automation?and?Control?Networks)是針對樓宇自控領域的標準，以其先進的技術、完善的體系結構和開放的理念迅速得到了廣泛的推廣和應用，并正式成為建筑智能化系統領域中的唯一ISO標準(ISO?16484-5)。

BACnet協議規范采用了網絡4層架構，分別為應用層、網絡層、數據鏈路層和物理層。在數據鏈路層和物理層提供五種選擇，其中以太網選擇之一是由ISO8802?Type?1定義的邏輯連接控制協議，與ISO8802媒體訪問控制MAC和物理層協議組合一起。ISO8802?Ethernet協議的字節報文比IP通訊協議報文較短，通信效率較高，可以避開使用IP地址技術的一些弊端，是路由器、網關類等以太網設備的以太網端口的通信協議首選。

Modbus通信協議做為工業自動化網絡協議規范的國家標準之一，成為樓宇機電設備控制器和測控儀表串行通信接口的常規配置。

傳統的BACnet/Modbus網關只能通過數據共享來實現數據交換，這種“不透明”方式不僅集成和Modbus設備管理較為困難，而且必須為大量的共享數據準備大容量存儲器進行臨時保存。因此，開發一種基于路由功能的BACnet?Ethernet和Modbus協議轉裝置，在網絡層實現Modbus設備地址的解析和路由定向，在應用層完成對Modbus設備數據值的BACnet封裝，將Modbus設備直接封裝成為BACnet設備。這樣就可彌補傳統Modbus網關管理不透明的缺陷，極大的方便在BACnet環境中對Modbus設備的管理、調試和維護，提高系統集成的價值。

發明內容

鑒于上述，本發明的目的就是提供一種基于路由功能的Modbus和BACnet?Ethernet協議轉化裝置及轉化方法。

本發明采用的技術解決方案為：

一種基于路由功能的Modbus和BACnet?Ethernet協議轉化裝置，包括：

控制單元，用于對收到的Modbus通信協議的報文進行報文解析、定向和重新封裝，改裝成BACnet?Ethernet通信協議的報文，并且對收到BACnet?Ethernet通信協議的報文進行解析、定向和重新封裝，改裝成Modbus通信協議的報文；

網絡接口，用于控制單元與BACnet?Ethernet通訊網絡之間的通訊，該網絡接口與所述控制單元連接；

串行接口，用于控制單元與Modbus通訊網絡之間的通訊，該串行接口與所述控制單元連接；

工作電源，用于向控制單元、網絡接口、串行接口供電。

一種基于路由功能的Modbus和BACnet?Ethernet協議轉化方法，該方法采用BACnet?NPDU報文中的NPCI內存放的是Modbus設備地址，當BACnet軟件或BACnet以太網設備發出BACnetNPDU報文時，直接將Modbus設備地址解析出來，傳遞給處理Modbus設備通信協議的任務中，Modbus設備通信處理任務的下一次指令則直接針對這個地址的Modbus設備進行主從查詢，即發出對這個地址的Modbus設備的查詢指令字節。

將Modbus設備回復的應答數據報文中的Modbus設備地址，直接解析出來，傳遞給處理BACnet設備通信協議的任務中，BACnet設備通信處理任務的下一次任務執行則回復給查詢軟件或其它以太網設備所查詢的Modbus設備的地址及數據內容。

協議轉換器軟件為BACnet通信協議的實現分配一個獨立任務，為Modbus通信協議的實現分配另一個獨立任務，在這兩個獨立運行的任務之間建立路由關系，傳遞Modbus設備的通信協議地址和數據內容。

本發明的優點在于：