[發明專利]一種基于Modbus協議的多主機通訊系統及方法

在審

• 申請號: 201710729367.0
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107465576A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 袁文華;王鎮;江濤;李好好
• 申請（專利權）人: 江蘇舾普泰克自動化科技有限公司
• 主分類號: H04L12/26
• 分類號: H04L12/26;H04L12/40;G06F13/40;G06F13/42
• 代理公司: 重慶百潤洪知識產權代理有限公司50219
• 代理人: 劉立春

技術領域

本發明涉及Modbus通訊總線應用擴展技術領域，更具體地說，本發明涉及一種基于Modbus協議的多主機通訊系統及方法。

背景技術

ModBus網絡是一個工業通信系統，它可應用于各種數據采集和過程監控。此協議支持傳統的RS-232、RS-422、RS-485和以太網設備。許多工業設備，包括PLC，DCS，智能儀表等都在使用Modbus協議作為他們之間的通信標準。在工業現場應用非常廣泛。

根據ModBus協議規范，網絡只有一個主機。但是現在很多工業現場由于可靠性的需要，很多監控設備都是冗余的，因此需要兩個主機。現有的國內外基于這種情況的應用，都是通過在冗余的主機中編程相互切換Modbus通訊通道滿足單主機的規范，同時冗余主機之間相互通訊，實現在兩臺主機中都能接收顯示基于Modbus通訊的數據信息。在這種情況下，實現兩臺冗余主機Modbus通訊過程相對復雜，可靠性降低，同時如果主機數目增加，難度將大幅度增加。

發明內容

本發明的一個目的是解決至少上述問題，并提供至少后面將說明的優點。

本發明還有一個目的是提供一種基于Modbus協議的多主機通訊系統及其通訊方法，通過輪詢中斷方式實現多通訊主機與通訊從機的Modbus通訊，簡化了通訊流程，提高了通訊系統的可靠性。

為了實現根據本發明的這些目的和其他優點，提供了一種基于Modbus協議的多主機通訊系統，包括:微處理器、電源模塊、存儲單元模塊、人機交互模塊、時鐘模塊、RS485接口模塊以及Modbus通訊處理分析模塊；所述微處理器分別與存儲單元模塊、人機交互模塊、時鐘模塊、RS485接口模塊以及Modbus通訊處理分析模塊連通；多個Modbus通訊主機和多個Modbus通訊從機通過所述RS485接口模塊連接通訊系統，所述RS485接口模塊的輸入端配置有一前端隔離單元，所述RS485接口模塊的輸出端配置有一光耦隔離單元。

優選的，多個所述Modbus通訊主機通過至少兩個所述RS485接口模塊與所述通訊系統通訊連接，多個所述Modbus通訊從機通過一個所述RS485接口模塊與所述通訊系統通訊連接。

優選的，所述Modbus通訊處理分析模塊分別與存儲單元模塊和RS485接口模塊連通，在所述RS485接口模塊接收到的所述Modbus通訊主機通道的信息時，通過中斷機制進行Modbus通訊處理，并與所述Modbus通訊從機接收的數據進行匹配。

優選的，所述前端隔離單元采用SN74LVC4245型控制芯片。

優選的，所述光耦隔離單元包括一光電耦合器，所述光電耦合器前端串聯第一電阻R32，所述光電耦合器前端并聯第二電阻R36和電容C66，所述光電耦合器采用TLP121型光電耦合器。

優選的，所述電源模塊通過一單鍵開關電路連接電源。

優選的，所述人機交互模塊包括一彩色觸摸屏。

一種基于Modbus協議的多主機通訊系統的通訊方法，包括以下步驟：

步驟一、通過電源模塊給整個通訊系統供電，通訊系統進行自檢，檢查安裝的存儲單元模塊、人機交互模塊和RS485接口模塊工作是否正常，自檢正常之后，通訊系統開始工作；

步驟二、根據Modbus通訊需求，通過人機交互模塊設置Modbus通訊主機的數量；

步驟三、當通訊系統運行時，在人機交互模塊上顯示通道通訊狀態信息；

步驟四、當通訊系統運行時，Modbus通訊主機發送數據請求信息時，利用中斷處理方式，將Modbus通訊主機的通道進行標記，存入緩沖區，同時將請求信息通過RS485接口模塊發送給Modbus通訊從機，此后根據Modbus通訊協議在中斷程序中進行Modbus通訊主機和Modbus通訊從機信息的交互，當交互完成后，釋放Modbus通訊主機和Modbus通訊從機的通路；

步驟五、當通訊系統運行時，多個Modbus通訊主機同時請求Modbus通訊從機信息時，利用中斷處理方式，將多個Modbus通訊主機的通道分別進行標記，存入緩沖區，進行輪詢中斷處理，首先將第一個Modbus通訊主機的請求信息通過RS485接口模塊發送給Modbus通訊從機，此后根據Modbus通訊協議在中斷程序中進行Modbus通訊主機和Modbus通訊從機信息的交互，當交互完成后，釋放Modbus通訊主機和Modbus通訊從機的通路，然后進行第二個Modbus通訊主機和Modbus通訊從機的通訊交互，依此類推。

本發明至少包括以下有益效果：