[發明專利]基于MODBUS擴展的智能設備、通信系統和方法

在審

• 申請號: 201710469467.4
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107317852A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 柏文彥;黃威;何衍其;成志鵬
• 申請（專利權）人: 普奧云信息科技（北京）有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;H04L12/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于MODBUS擴展的智能設備和含有該智能設備的物聯網通信系統及其通信方法。

背景技術

MODBUS協議是目前在工業控制領域應用非常廣泛的一種標準工業通信協議。MODBUS協議可以使各種智能設備與云端服務器等監控設備之間互聯形成工業物聯網，進而實現相互通信，從而實現對智能設備各種數據采集和監控操作。

在MODBUS協議中，通信過程的發起者都為監控設備，即監控設備為主站(Master)，智能設備為從站(Slave)，主站需要跟從站建立TCP連接，每次操作都要主站發起詢問，從站才上報信息，從站只能被動的等待主站的指令。例如，當作為主站的監控設備需要獲悉工廠中某一個智能設備X的溫度數據時，監控設備就要發送指令去輪詢工廠中的智能設備X，智能設備X接收到該指令后將相應的溫度數據上報給監控設備。

在上述過程中，主站需要知道從站的IP地址，而在物聯網場景下，從站一般位于內部網絡，互聯網上的主站無法連接從站；同時，由于工業網絡中智能設備往往數量眾多，每個設備的數據也可能很多，輪詢密度也可能很大，這種輪詢的工作方式，智能設備和監控設備的工作負荷很重，需要的很大的網絡帶寬，操作時延很大，導致數據上報滯后，影響實時性，降低了監控設備接入智能設備的容量，，而這種高負載、高帶寬的工作方式也會影響整個系統通信過程的穩定性和可靠性。

MODBUS協議原來是工廠內部的通信協議，用于物聯網中云端通信時，由于MODBUS協議傳輸的數據沒有認證和加密，必然帶來安全問題。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而進行的，目的在于提供一種基于MODBUS擴展的智能設備和含有該智能設備的物聯網通信系統及其通信方法，能夠簡化數據上報過程，保證上報信息的實時性，并使通信過程變得穩定和可靠。

本發明提供了一種基于MODBUS擴展的智能設備，其特征在于，具有：設備信息獲取部，基于信息獲取規則至少獲取設備數據信息；信息存儲部，存儲設備數據信息；上報信息獲取部，基于信息上報規則，從信息存儲部中獲取相應的設備數據信息作為待上報信息；以及通信部，無需根據監控終端的上報指令，主動將待上報信息發送給監控終端。

本發明提供的基于MODBUS擴展的智能設備還可以具有這樣的特征：智能設備為設備終端和網關設備中的任意一種。

本發明提供的基于MODBUS擴展的智能設備還可以具有：連接部，用于主動發起和建立到監控終端的TCP/IP連接。

本發明提供的基于MODBUS擴展的智能設備還可以具有：認證信息存儲部，存儲有智能設備的接入帳號、密碼、以及設備標識，其中，通信部在TCP/IP連接被建立后，將接入帳號、密碼以及設備標識發送給監控終端進行認證和識別。

本發明提供的基于MODBUS擴展的智能設備還可以具有：認證信息存儲部，存儲有智能設備的接入帳號和密碼，讓監控終端在TCP/IP連接被建立后，由監控終端通過MODBUS協議從智能設備中讀取接入帳號和密碼。設備標識、接入帳號和密碼、SSL/TLS傳輸層加密協議的引入，解決了監控終端和智能設備的標識、認證和數據傳輸安全。

本發明提供的基于MODBUS擴展的智能設備還可以具有這樣的特征：信息上報規則為將設備數據信息按照設定周期進行上報的周期性上報規則、按指定時間(如CRON表達式)進行上報的定時上報規則和在設備數據信息發生變化時進行上報的變化上報規則中的任意一種。

本發明提供的基于MODBUS擴展的智能設備，還可以具有：上報規則設定部，讓操作員設定信息上報規則；和上報規則存儲部，對設定好的信息上報規則進行存儲。

<物聯網通信系統>

本發明還提供了一種基于MODBUS擴展的物聯網通信系統，其特征在于，具有：監控終端；至少一個智能設備，基于擴展的Modbus協議與監控終端進行通信，其中，智能設備為上述<智能設備>種所描述的智能設備。

<物聯網通信方法>