[發明專利]在Modbus RTU網絡中基于設備類型的多節點選擇通信方法

有效

• 申請號: 201911423862.4
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111200547B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 孫寶石
• 申請（專利權）人: 蘇州數言信息技術有限公司
• 主分類號: H04L12/40
• 分類號: H04L12/40
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 郭磊

本發明公開了一種在Modbus RTU網絡中基于設備類型的多節點選擇通訊方法，能夠在一條Modbus指令中選擇同類型設備中的一個、部分或者全部進行操作。例如，5排燈光關閉其中1排、3排或者全部。本方法不同于組播，組播消息對組內所有節點有效，無法選擇其中部分節點。本方法運行效率高、靈活性高、可靠性高，且兼容Modbus RTU規范。

技術領域

本發明涉及Modbus領域，具體涉及一種在Modbus RTU網絡中基于設備類型的多節點選擇通信方法。

背景技術

Modbus通訊協議在自動化控制領域應用非常廣泛，具體又分為Modbus ASCII、Modbus RTU以及Modbus TCP三中通信模式，其中Modbus RTU在實際應用中最為普遍。Modbus RTU協議是一個主從(master/slave)架構的串行協議：在一個ModBus網絡中，包含一個地址為0的主節點(master)和多個的從節點(slave)，每一個slave設備都有一個唯一的地址，地址值在1到247之間。

傳統技術存在以下技術問題：

Modbus RTU規范不允許有重復的節點地址，標準協議也沒有廣播和組播功能(通信協議地址為一個字節，表示確定的節點地址)。如果主節點需要把同一條指令發給多個從節點，則必須逐一發送。這樣不僅增加了主節點的處理負擔，而且由于指令之間的間隔，造成從節點動作不同步。例如，一個區域內有5排燈光，分別由5個從節點控制，主節點需要關閉所有燈、或者關閉其中3排，則需要分別向5個從節點、或3個從節點發關燈指令。

1.標準Modbus標準不支持廣播和組播功能，主節點要把同一條指令發給多個從節點，必須逐一發送。

2.部分地址擴展技術，雖然可以實現組播功能，但是仍然無法實現對組內目標節點進行篩選(只能全選)，而且地址擴展技術無法兼容串行Modbus標準(相當于另外制定了一個標準)，不具有兼容性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種在Modbus RTU網絡中基于設備類型的多節點選擇通信方法，能夠在一條Modbus指令中選擇同類型設備中的一個、部分或者全部進行操作。本方法不同于組播，組播消息對組內所有節點有效，但無法選擇其中部分節點。節點地址使用Modbus標準8bit地址，消息格式與Modbus RTU規范完全兼容。本方法允許設置設備類型數量和每種類型包含的設備數，系統在運行過程中可以通過標準Modbus寄存器讀寫指令修改設置，修改后立即生效，系統可無間斷運行。本方法運行效率高、可靠性好、靈活性高、兼容性好。在一個串行Modbus網絡中允許主節點將一條消息同時發給同類型設備中的一個、部分或者全部，實現對操作對象靈活、精準的篩選。在使用Modbus標準8bit地址、遵從Modbus RTU消息格式規范的前提下，實現基于設備類型的多節點篩選功能。能夠在系統運行時對節點分類篩選規則進行動態設置。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種在Modbus RTU網絡中基于設備類型的多節點選擇通信方法，包括：節點地址使用Modbus標準8bit地址，消息格式與Modbus RTU規范完全兼容；支持分類篩選的從節點其8bit地址從邏輯上被劃分為模碼和位碼：模碼表示設備類型，每類設備一個模碼；位碼則為該節點的選取位。模碼的長度從1到8，因此模碼的取值范圍為0到255；位碼的長度為8減去模碼的長度，既從7到0，位碼如果用二進制表示，僅在其中一個位上為1，其余位均為0；模碼長度就是一個Modbus網絡的節點分類篩選規則，可由Modbus主節點(master)設定；僅包括模碼的地址(位碼或位掩碼全為0)命名為基地址。

在其中一個實施例中，主節點發出指令的目標地址則從邏輯上被劃分為模碼和位掩碼：模碼與上述從節點地址的模碼概念相同；位掩碼則為需要篩選的從節點位碼的按位求和。