[發(fā)明專利]一種適用于MODBUS協(xié)議的RTU及其通信方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811356421.2
• 申請日: 2018-11-15
• 公開（公告）號: CN109525429B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉保羅;孫澤宇;呂治國;彭慧伶;陳春濤
• 申請（專利權(quán)）人: 洛陽理工學(xué)院
• 主分類號: H04L41/0246
• 分類號: H04L41/0246;H04L41/0803;H04L12/40;H04L67/025;H04L67/125;H04L69/08;H04L61/106
• 代理公司: 洛陽公信知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 羅民健

一種適用于Modbus協(xié)議的RTU，用于實現(xiàn)現(xiàn)場傳感儀表與監(jiān)控上位機(jī)之間的通信，RTU包括依次通信連接的數(shù)據(jù)采集通訊模塊、主控制器和上位通訊處理模塊，其中數(shù)據(jù)采集通訊模塊與若干組現(xiàn)場傳感儀表通信連接，上位通訊處理模塊與監(jiān)控上位機(jī)通信連接，主控制器包括若干個與若干組現(xiàn)場傳感儀表一一對應(yīng)的Modbus地址表，Modbus地址表通信連接有協(xié)議處理及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、參數(shù)配置Web服務(wù)器和Modbus服務(wù)器，其中協(xié)議處理及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器還與數(shù)據(jù)采集通訊模塊通信連接，Modbus服務(wù)器還與上位通訊處理模塊通信連接。本發(fā)明提供一種適用于Modbus協(xié)議的RTU及其通信方法，能夠匯集多組獨立傳感儀表數(shù)據(jù)，模擬多個Modbus設(shè)備，減少遠(yuǎn)程現(xiàn)場RTU的布置數(shù)量，而且可以使用瀏覽器方便快捷地配置參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)現(xiàn)場通信設(shè)備領(lǐng)域，具體的說是一種適用于Modbus協(xié)議的RTU及其通信方法。

背景技術(shù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)自動化系統(tǒng)中推廣應(yīng)用，越來越多的企業(yè)對現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)SCADA使用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)升級改造，將原有的SCADA采集子系統(tǒng)由有線傳輸方式替換為無線傳感網(wǎng)絡(luò)方式。為了將無線傳感采集子系統(tǒng)接入采用現(xiàn)場工業(yè)總線技術(shù)的SCADA平臺系統(tǒng)，需要遵循SCADA的現(xiàn)場工業(yè)總線協(xié)議。Modbus協(xié)議是一種常用的現(xiàn)場工業(yè)總線協(xié)議。

遠(yuǎn)程終端單元（Remote Terminal Unit，RTU），是SCADA系統(tǒng)的基本組成單元。RTU是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的電子設(shè)備，主要負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、各類傳感器和工業(yè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和控制，并且完成SCADA控制中心與現(xiàn)場器件間的通訊。現(xiàn)有的RTU不直接支持無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與Modbus協(xié)議轉(zhuǎn)換，造成RTU的工作效率低下。而且，工業(yè)現(xiàn)場往往需要檢測多個現(xiàn)場地點，每個現(xiàn)場地點為檢測多項參數(shù)所布置多個傳感儀表構(gòu)成該現(xiàn)場地點的一個傳感器組，現(xiàn)有的RTU通常是實現(xiàn)為一個Modbus設(shè)備監(jiān)測一個現(xiàn)場地點的傳感器組，當(dāng)現(xiàn)場檢測地點數(shù)量大時，現(xiàn)有的RTU就需要隨之增加部署量，使用起來多有不便。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種適用于Modbus協(xié)議的RTU及其通信方法，支持無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與Modbus協(xié)議間的轉(zhuǎn)換，能夠?qū)o線傳感采集系統(tǒng)按照Modbus協(xié)議接入到SCADA平臺系統(tǒng)上，能夠匯集多組獨立傳感儀表數(shù)據(jù)，模擬多個Modbus設(shè)備，減少遠(yuǎn)程現(xiàn)場RTU的布置數(shù)量，而且可以使用瀏覽器方便快捷地配置參數(shù)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的具體方案為：一種適用于Modbus協(xié)議的RTU，用于實現(xiàn)現(xiàn)場傳感儀表的數(shù)據(jù)采集、現(xiàn)場設(shè)備的監(jiān)控以及監(jiān)控上位機(jī)與現(xiàn)場設(shè)備間的通訊，所述RTU包括依次通信連接的數(shù)據(jù)采集通訊模塊、主控制器和上位通訊處理模塊，其中數(shù)據(jù)采集通訊模塊與若干組現(xiàn)場傳感儀表通信連接，上位通訊處理模塊與監(jiān)控上位機(jī)通信連接，所述主控制器包括若干個與所述若干組現(xiàn)場傳感儀表一一對應(yīng)的Modbus地址表，Modbus地址表通信連接有協(xié)議處理及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、參數(shù)配置Web服務(wù)器和Modbus服務(wù)器，其中協(xié)議處理及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器還與所述數(shù)據(jù)采集通訊模塊通信連接，Modbus服務(wù)器還與所述上位通訊處理模塊通信連接。

所述數(shù)據(jù)采集通訊模塊通過Zigbee或者RS485與所述現(xiàn)場傳感儀表通信連接。

所述上位通訊處理模塊通過GPRS、TCP/IP或者RS232/485與所述監(jiān)控上位機(jī)通信連接。

所述主控制器設(shè)置為ARM開發(fā)板。

所述主控制器還電連接有網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)接口與所述參數(shù)配置Web服務(wù)器和所述上位通訊處理模塊通信連接。

一種適用于Modbus協(xié)議的RTU的通信方法，包括如下步驟：

步驟1、將每個現(xiàn)場傳感儀表與RTU連接，用戶通過瀏覽器訪問參數(shù)配置web服務(wù)器，利用參數(shù)配置web服務(wù)器為每個現(xiàn)場傳感儀表分配組號，將所有現(xiàn)場傳感儀表分為多組，并設(shè)置RTU監(jiān)控的現(xiàn)場傳感儀表總組數(shù)；