[發明專利]基于Modbus協議的RS485總線通訊方法及基于該通訊方法的電力電子系統

有效

• 申請號: 201410301602.0
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104065545B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 陳國柱;徐群偉;王異凡
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種基于Modbus協議的RS485總線通訊方法，實施于包括一個主控制器和若干個從控制器的RS485總線多機通信系統，其特征在于，所述的RS485總線通訊方法包括：

(1)主控制器根據用戶輸入的讀寫指令或者狀態查詢指令生成相應的控制指令，并將所述的控制指令封裝成控制幀后發送到RS485總線上；

(2)從控制器偵聽RS485總線，當偵聽到控制幀到達后開始接收并處理偵聽到的控制幀形成相應的響應幀，并將形成的響應幀發送到RS485總線上；

(3)主控制器通過偵聽RS485總線接收響應幀，并判斷接收到的響應幀是否正確：

若主控制器在設定的時間間隔內未接收到響應幀或接收到的響應幀不正確，則重新發送該控制幀，直至接收到正確的響應幀或連續發送M次都未接收到正確的響應幀后停止發送該控制幀，并結束偵聽RS485總線，重新使能用戶輸入的讀寫指令和運行狀態查詢指令；

所述的控制幀和響應幀均包括5個字段，分別為起始段、控制器地址段、功能標志段、分控信息段和錯誤校驗段；

所述的起始段為1～16位，控制器地址段根據需要支持的系統模塊數決定，為1～8位，功能標志段包括2～8位，錯誤校驗段為2個字節，分控信息段的長度取決于控制指令的類型；

通訊幀包括控制幀和響應幀；

通訊幀的長度是由位構成的，依據功能碼的不同；

通訊幀的幀結構的定義按照字節進行，通訊幀各個字段大小的定義都是以字節為單位的；

主控制器發送控制幀前，還對控制幀進行了備份，先將控制幀存儲到一個數據緩沖區中，再次發送時，直接從該數據緩沖區中調取相應的控制幀；所述步驟(1)中主控制器通過sci通訊中斷將控制幀發送到RS485總線上；

通常需要對該數據緩沖區進行擴展，將中斷發送該控制幀時產生的中斷數據也放在發送數據緩沖區。

2.如權利要求1所述的基于Modbus協議的RS485總線通訊方法，其特征在于，所述的起始段用于表示控制幀或響應幀的開始；

所述的控制器地址段用于表示控制幀或響應幀所指向的控制器的地址；

所述的功能標志段用于表示控制幀或響應幀的對應的控制指令的類型；

所述的分控信息段用于表示控制指令的內容或執行結果；

所述的錯誤校驗段用于檢驗對應的控制幀或響應幀的正確性。

3.如權利要求2所述的基于Modbus協議的RS485總線通訊方法，其特征在于，所述步驟(1)中通過解析控制指令將控制指令封裝成控制幀。

4.如權利要求2所述的基于Modbus協議的RS485總線通訊方法，其特征在于，所述步驟(2)中的從控制器通過以下步驟接收并處理控制幀形成響應幀：

(2-1)接收控制幀的起始段，并判斷控制幀的起始段是否有效：若有效，則繼續接收控制器地址段；否則，返回繼續偵聽RS485總線；

(2-2)判斷控制幀的控制器地址段與自身的地址是否一致，若不一致，則停止接收；若一致，則繼續進行如下操作：

(2-21)接收功能標志段、分控信息段和錯誤校驗段，接收完成后根據接收到的起始段、控制器地址段、功能標志段和分控信息段采用Modbus協議通用的CRC16校驗方法生成校驗碼；

(2-22)比較生成的校驗碼與接收到的錯誤校驗段，若二者一致，則執行該控制幀，并根據執行結果生成相應的響應幀；否則，不操作。

5.如權利要求4所述的基于Modbus協議的RS485總線通訊方法，其特征在于，所述步驟(2-22)中通過以下方法生成響應幀：

根據接收到的功能標志段確定該控制幀對應的控制指令的類型：

若為寫入指令，則將控制幀的起始段、功能標志段和分控信息段分別作為響應幀的起始段、功能標志段和分控信息段，響應幀的控制器地址段裝載主控制器的地址，根據響應幀的起始段、控制器地址段、功能標志段和分控信息段生成錯誤校驗段，得到響應幀；

若為讀取指令或狀態查詢指令，則將控制幀的起始段、功能標志段作為響應幀的起始段、功能標志段，將讀取結果作為響應幀的分控信息段，響應幀的控制器地址段裝載主控制器的地址，并根據響應幀的起始段、控制器地址段、功能標志段和分控信息段生成錯誤校驗段，得到響應幀。