[發(fā)明專利]一種解決基于MODBUS的串口通信瓶頸的方法

有效

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• 申請日: 2012-09-13
• 公開（公告）號: CN102843380A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭家樓;陳超
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市亞特爾科技有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 北京英特普羅知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11015
• 代理人: 齊永紅;郭少晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)通信領(lǐng)域，更為具體地，涉及一種解決基于MODBUS的串口通信瓶頸的方法。

背景技術(shù)

MODBUS通信協(xié)議為分布式工業(yè)控制系統(tǒng)（DCS）常用的協(xié)議，該協(xié)議為純軟件協(xié)議，應(yīng)用時(shí)通常采用RS485連接，而在工業(yè)應(yīng)用中為保證可靠性，采用RS485連接時(shí)的波特率通常設(shè)置的比較低，因此限制了通信的帶寬和速度，這樣，一旦連接的遠(yuǎn)程測控終端（RTU）較多時(shí)，通信的瓶頸立刻就能顯露出來，進(jìn)而影響通信的實(shí)時(shí)性和可靠性，致使工業(yè)生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決上述問題，提供一種可以解決基于MODBUS的串口通信瓶頸的方法，進(jìn)而改進(jìn)大負(fù)荷低帶寬時(shí)的通信瓶頸問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種解決基于MODBUS的串口通信瓶頸的方法為：在遠(yuǎn)程測控終端與建立組態(tài)系統(tǒng)的上位機(jī)之間設(shè)置一接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，通過所述接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)采集遠(yuǎn)程測控終端的測量數(shù)據(jù)來模擬遠(yuǎn)程測控終端，上位機(jī)的組態(tài)系統(tǒng)從接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中讀取所述測量數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)將采用串口通信的遠(yuǎn)程測控終端虛擬成為采用以太網(wǎng)通信的遠(yuǎn)程測控終端，其中，所述遠(yuǎn)程測控終端支持MODBUS通信協(xié)議，并采用RS485硬件接口；所述接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)具有一與上位機(jī)進(jìn)行通信連接的網(wǎng)口，以及至少一個(gè)串口，每個(gè)串口通過RS485總線掛接最多256個(gè)遠(yuǎn)程測控終端；利用接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)解決基于MODBUS的串口通信瓶頸的方法為：

接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在完成各串口的初始化動作后，通過各串口讀取所有遠(yuǎn)程測控終端的配置文件，之后為所有遠(yuǎn)程測控終端建立與各自一一對應(yīng)的內(nèi)存映射區(qū)，以將各串口設(shè)備仿真為網(wǎng)口設(shè)備；接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在讀取配置文件后針對網(wǎng)口執(zhí)行以下的網(wǎng)口處理方法，針對每個(gè)串口執(zhí)行以下的串口處理方法；

所述串口處理方法為：接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)通過尋址讀取掛在同一串口上的所有遠(yuǎn)程測控終端中的數(shù)據(jù)，并將讀取到的來自每個(gè)遠(yuǎn)程測控終端的數(shù)據(jù)存放至所建立的與各自相對應(yīng)的內(nèi)存映射區(qū)中；

所述網(wǎng)口處理方法為：接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在通過網(wǎng)口接收到上位機(jī)的組態(tài)系統(tǒng)發(fā)出的數(shù)據(jù)請求后，對所述數(shù)據(jù)請求進(jìn)行解析，以確定所述數(shù)據(jù)請求針對的遠(yuǎn)程測控終端，之后，接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)將與確定的遠(yuǎn)程測控終端相對應(yīng)的設(shè)備映射區(qū)中存儲的數(shù)據(jù)反饋給上位機(jī)的組態(tài)系統(tǒng)。

其中，所述串口處理方法中接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在讀取一地址的遠(yuǎn)程測控終端的數(shù)據(jù)時(shí)，若連續(xù)讀取預(yù)設(shè)的最大反復(fù)讀取次數(shù)后仍無響應(yīng)，則判定相應(yīng)地址上不存在遠(yuǎn)程測控終端。

其中，所述串口處理方法中接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取掛在一串口上的地址為D的遠(yuǎn)程測控終端中的數(shù)據(jù)的步驟為：

S101：接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取地址為D的遠(yuǎn)程測控終端中的數(shù)據(jù)，之后執(zhí)行S102；

S102：判斷地址為D的遠(yuǎn)程測控終端是否有響應(yīng)，如有則執(zhí)行S103，如沒有則執(zhí)行步驟S107；

S103：將讀取的數(shù)據(jù)放入與地址為D的遠(yuǎn)程測控終端對應(yīng)的內(nèi)存映射區(qū)中；

S107：計(jì)數(shù)值i=i+1，之后執(zhí)行S108；其中，計(jì)數(shù)值i的初值等于0；

S108：判斷計(jì)數(shù)值i是否小于最大反復(fù)讀取次數(shù)N，若是則執(zhí)行S101，若否則執(zhí)行S109；

S109：判定地址為D的遠(yuǎn)程測控終端不存在。

其中，所述串口處理方法中接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)在一次輪詢中讀取掛在同一串口上的所有遠(yuǎn)程測控終端中的數(shù)據(jù)的步驟為：

S101：接口轉(zhuǎn)換系統(tǒng)讀取地址為D的遠(yuǎn)程測控終端中的數(shù)據(jù)，之后執(zhí)行S102，其中，地址D的初值等于D0，D0為掛在串口上的遠(yuǎn)程測控終端的最小地址值；

S102：判斷地址為D的遠(yuǎn)程測控終端是否有響應(yīng)，如有則執(zhí)行S103，如沒有則執(zhí)行步驟S107；

S103：將讀取的數(shù)據(jù)放入與地址為D的遠(yuǎn)程測控終端對應(yīng)的內(nèi)存映射區(qū)中，之后執(zhí)行S1041；

S104：地址D=D+△d，計(jì)數(shù)值i=0，之后執(zhí)行S105；

S105：判斷地址D是否小于D1，如是則執(zhí)行步驟S101，如否則結(jié)束一次輪詢；其中D1為掛在串口上的遠(yuǎn)程測控終端的最大地址值；

S107：計(jì)數(shù)值i=i+1，之后執(zhí)行S108；其中，計(jì)數(shù)值i的初值等于0；

S108：判斷計(jì)數(shù)值i是否小于最大反復(fù)讀取次數(shù)N，若是則執(zhí)行S101，若否則執(zhí)行S109；

S109：判定地址為D的遠(yuǎn)程測控終端不存在，地址D=D+△d，計(jì)數(shù)值i=0，之后執(zhí)行S110；其中，△d為相鄰遠(yuǎn)程測控終端的地址差值；

S110：判斷D是否小于D1，如是則執(zhí)行步驟S101，如否則結(jié)束一次輪詢。