[發明專利]基于ModbusRTU協議的同步電機數據通信系統

有效

• 申請號: 201711100134.0
• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107864081B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 劉澍;段巍;李凡;王成勝;蔣珺;蘭志明;楊瓊濤;王盼
• 申請（專利權）人: 北京金自天正智能控制股份有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40;H04L12/403
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

一種基于Modbus RTU協議的同步電機數據通信系統，屬于電力電子及交流傳動系統的數據通信技術領域。包括：四臺帶有DSP控制板，藍海微星觸摸屏，RS485轉換芯片，雙絞線，RS485總線。將每個DSP控制板上的SCI輸出管腳由雙絞線并聯后，并由其中任意一個管腳用雙絞線引入RS485轉換芯片。將RS485轉換芯片的輸出端由一條RS485數據總線連接在觸摸屏的RS485接口上。優點在于：解決由于過多的系統同時以很快的速度發送大量的數據包，提高了觸摸屏發送端的數據吞吐量，在其中一臺或是幾臺通訊出問題的情況下，能夠做出有效的判斷，保護系統的安全和可靠。

技術領域

本發明屬于電力電子及交流傳動系統的數據通信技術領域，具體涉及一種基于Modbus RTU協議的同步電機數據通信系統。

背景技術

Modbus RTU協議是一種電子控制器上的工業通訊協議，它采用一主多從站的方式構建通訊網絡，具有標準，開放和較高的可靠性。由于協議數據包短小，傳輸快捷，而被廣泛應用于工各領域。

但ModBus RTU主要采用查詢式的交互方式在主系統和從機之間交換信息，每一次的查詢請求遍對應每一次的回應消息。而這種交互方式容錯性小，往往一臺機器的一條查詢請求由于斷電，操作失誤或是其他不可預估的的意外而導致出錯，就會使其他從機收到影響，乃至于整個通訊系統的癱瘓。

Sliding Window機制是TCP協議一種應用，用于解決網絡擁堵和由于其他因素導致的信息丟失和延遲的一種方法。由于Sliding Window機制不必讓發送方每發一個數據包就停下來等待確認，因此可以加速數據的傳輸，提高通訊系統的吞吐量。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于Modbus RTU協議的同步電機數據通信系統，解決了系統單一發送單一接收的問題；解決由于過多的系統同時以很快的速度發送大量的數據包，提高了觸摸屏發送端的數據吞吐量，在其中一臺或是幾臺通訊出問題的情況下，能夠做出有效的判斷，保護系統的安全和可靠。提高了通訊系統的信息吞吐量和其容錯率。

實施本發明的主要技術方案如下：該數據通信系統實現了外部設備觸摸屏與每臺同步電機的主控制器TI公司的TMS320F28335DSP之間的雙向數據傳遞。具體實現是將4個DSP控制板的SCI發送口通過雙絞線分別并聯起來，用一條雙絞線引出信號，經由RS485轉換芯片，通過一條RS485總線與觸摸屏的RS485串口相連。

本發明包括：四臺帶有DSP控制板，藍海微星觸摸屏，RS485轉換芯片，雙絞線，RS485總線。將每個DSP控制板上的SCI輸出管腳由雙絞線并聯后，并由其中任意一個管腳用雙絞線引入RS485轉換芯片。將RS485轉換芯片的輸出端由一條RS485數據總線連接在觸摸屏的RS485接口上。觸摸屏端的系統在Virtual Studio2010環境下基于WinCE6.0的系統中自主開發的通訊系統。該系統包括主站發送端(即觸摸屏)的屏幕上的觸摸和按鍵事件的識別環節、動作處理環節、命令產生環節、Sliding Window消息控制環節、消息發送和接受環節和接受端的命令識別環節，命令執行環節，回傳消息回傳。

上述觸摸屏端的所有環節，通過C#VisualStudio 2010進行編程實現各個環節及其每個環節之間的數據交互。電機控制端使用DSP這一芯片做位電機控制的主要芯片。通過CCS3.0進行編程處理從觸摸屏接受到的消息。

與以往ModBus協議不同，在本系統中，一個從站使用多個地址來模擬SlidingWindow系統中的ACK碼。在命令生成環節，主站依據命令的序列及其相應的從站產生地址碼并放入Sliding Window的緩存隊列中。

Sliding Window控制環節，觸摸屏會依據設定好的窗口大小將隊列中的數放入發送窗口。發送過程中，發送窗口中的所有數據包保存起來以防止由于數據傳輸導致的數據錯誤或其它問題。等待從機對傳回消息進行確認，將數據提交。