[發明專利]一種應用于專用通信的現場總線與Modbus-TCP之間的協議轉換方法

在審

• 申請號: 202110488263.1
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113381974A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 王玉環;蔡旻;段娟;肖創柏
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04L12/40
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種應用于專用通信的現場總線與Modbus?TCP之間的協議轉換方法，屬于工業網絡技術領域。該方法包括：基于以工業級ARM處理器和嵌入式技術為基礎的協議轉換設備，綜合分析其監控的終端設備所應用的多種通信協議，提出一種通用的數據字典格式，通過該數據字典與協議之間的映射關系，從而完成總線協議與以太網協議之間的轉換過程。本發明通過實現多種協議之間的轉換，并應用到用于管理專用通信中協議轉換設備的軟件系統中，從而實現了遠程可配置的多協議轉換與數據傳輸功能。

技術領域

本發明屬于工業網絡技術領域，具體涉及一種應用于專用通信的現場總線與Modbus-TCP之間的協議轉換方法。

背景技術

隨著通信網絡規模的不斷發展，其所要維護的通信基站和設備也大量增加。為了更好的維護通信機房中的各類設備，實現遠端機房無人化管理，通信站動力及環境集中監控管理系統(簡稱動環防護監控系統)應運而生。通過該監控系統可以實時監測機房中的各種數據，大大提高了數據通信效率和故障維護質量，成為數據中心機房通信監控的一種必要且有效的手段。在眾多專用通信機房的動環防護監控系統集成項目中，UPS、電源、STS、環境參數等各類設備的數據種類繁多，格式差異較大，需要將其調整成統一的協議后再進行集中傳輸。

與此同時，現場總線和以太網技術的發展給工業控制領域帶來了更多機遇，兩者融合成為了社會發展的必然趨勢。但由于多種總線標準共存，導致設備間的數據傳輸形式各不相同，為了將工業生產中的數據信息有效結合，亟需一種合理高效的映射關系來解決協議轉換的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種應用于專用通信的現場總線與Modbus-TCP之間的協議轉換方法，以解決工業生產中不同協議之間的數據通信問題，該方法采用如下的技術方案：

應用于專用通信的現場總線與Modbus-TCP之間的協議轉換方法，包括如下步驟：

S1、以太網協議數據轉換成現場總線協議數據，包括如下步驟：

S11、用戶通過協議轉換系統發送讀取被監控設備的命令信息，該命令信息中的數據表現格式為Modbus-TCP協議；

S12、命令信息會通過協議轉換設備發送到被監控設備中，在協議轉換設備中，解析以太網協議形式的數據包；

S13、提取解析后的字段，與設計的數據字典形成映射關系，從而重新封裝成要接收命令信息的被監控設備所應用的現場總線協議；

S2、現場總線協議數據轉換成以太網協議數據，包括如下步驟：

S21、被監控設備收到命令信息后，返回對應的響應信息，該響應信息的數據表現形式為其應用的現場總線協議；

S22、響應信息會通過協議轉換設備返回到協議轉換系統，在協議轉換設備中，解析現場總線協議形式的數據包；

S23、提取解析后的字段，與設計的數據字典形成映射關系，并將數據字段存儲到協議轉換設備的Modbus寄存器地址中，后續再根據需要重新封裝成以太網協議的數據包；

所述協議轉換設備是一款可用于多種通信協議之間相互轉換的硬件設備，提供多路RS232、RS485和以太網口的接入功能，每個通信口可以配置成不同的通信協議。所述被監控設備一般指通信機房動環防護監控系統中的各類設備，包括UPS、電源、STS、空調等設備，這些被監控設備應用著不同的現場總線協議，如電總協議、Modbus-ASCII、Modbus-RTU等。

所述的能與專用通信中的協議構成映射關系的通用數據字典中的字段，包括：可以唯一確定協議幀格式中數據字段的一個或多個功能碼字段、數據變量的字節數字段、用來表示數據變量中各數據相對位置的數據地址字段。