一种Modbus RTU总线地址自动分配方法组成比例

本发明专利技术公开了一种Modbus RTU总线地址自动分配方法，包括以下步骤：1）Modbus主站上电自启动，自身地址设为固定的站点地址0x00，周期性的发送广播报文查询是否有Modbus从站接入；2）等待上线的Modbus从站在前一个Modbus从站的地址分配成功之后接入网络，收到Modbus主站发送的广播报文后，发送自我信息广播；3）Modbus主站接收到Modbus从站的自我信息广播，为等待上线的待分配地址的Modbus从站分配地址或为预分配地址的Modbus从站确认地址，并广播通信开始报文；4）等待上线的Modbus从站接收广播通信开始报文，发送回应报文，等待上线状态更改为已上线状态；5）Modbus主站与已上线的Modbus从站建立通信。通过Modbus主站对Modbus从站自动分配总线地址，实现了Modbus RTU设备的即插即用，提高了使用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种ModbusRTU总线地址自动分配方法
本专利技术涉及工业通信领域，具体的说，是一种ModbusRTU总线地址自动分配方法。
技术介绍
Modbus网络是一个工业通信系统，由带智能终端的可编程序控制器和计算机通过网络连接而成，Modbus网络只有一个主机，所有通信都由它发出，网络可支持多个的远程从属控制器。采用Modbus协议，控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。当在一个Modbus网络上通信时，Modbus协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485和以太网设备。控制器通信使用主-从技术，即主设备能初始化传输或查询，从设备根据主设备查询提供的数据作出反应。主设备可单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。如果单独通信，从设备返回一消息作为回应，如果是以广播方式查询的，则不作任何回应。从设备回应消息也由Modbus协议构成。ModBus系统中有2种传输模式可选择：一种模式是ASCII(美国信息交换码)，另一种模式是RTU(远程终端设备)。当控制器设为在Modbus网络上以RTU(远程终端单元)模式通信，在同样的波特率下，可比ASCII方式传送更多的数据。在工业现场与民用领域，基于RS485连接的ModbusRTU总线设备广泛使用。ModbusRTU设备可以实现即插即用，大大简化了设备配置安装过程。因为RS485连接是半双工通信方式而Modbus总线必须寻址才能工作，所以当前基于RS485的ModbusRTU需要事先用上位机组态，分配好地址，然后安装到现场应用。通过上述方式进行ModbusRTU设备组态、地址分配，其效率低下，不能适应现场多变的环境：当需要修改地址时，必须重新连接上位机，周期长，效率低。如果不进行相应的地址分配，对应的ModbusRTU设备将不能工作。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种ModbusRTU总线地址自动分配方法，用于解决现有技术中ModbusRTU需要实现用上位机分配地址再安装使用造成的效率低下，修改地址难的问题。为了达到上述目的，本专利技术通过下述技术方案实现：一种ModbusRTU总线地址自动分配方法，包括以下步骤：1)Modbus主站上电自启动，读取本地配置信息，自身地址设为固定的站点地址0x00，周期性的发送广播报文查询是否有Modbus从站接入；2)等待上线的Modbus从站在前一个Modbus从站的地址分配成功之后接入网络，收到Modbus主站发送的广播报文后，发送自我信息广播；3)Modbus主站接收到Modbus从站的自我信息广播，为等待上线的待分配地址的Modbus从站分配地址或为预分配地址的Modbus从站确认地址，并广播通信开始报文；4)等待上线的Modbus从站接收广播通信开始报文，发送回应报文，等待上线状态更改为已上线状态；5)Modbus主站与已上线的Modbus从站建立通信。Modbus主站上电启动时，读取本地的配置信息包括Modbus主站的硬件资源以及连接方式、通讯参数信息和驱动程序，设置自身的站点地址为0x00，作为广播报文的源地址，向接入网络的等待上线的Modbus从站发送广播报文，等待上线的Modbus从站同时只能有一个，该Modbus从站接收广播报文后，向站点地址0x00发送一次自我信息广播报文。Modbus主站接收到Modbus从站的自我信息广播报文后，得知此时有等待上线的Modbus从站，并从自我信息广播报文中获取该Modbus从站的地址信息，如果是预分配地址的Modbus从站，则为预分配地址的Modbus从站确认地址，如果是待分配地址的Modbus从站，则为待分配地址的Modbus从站自动分配地址，并发送广播开始报文告知等待上线的Modbus从站，通知Modbus从站上线成功。Modbus从站收到广播通信开始报文后，状态由等待上线状态改为已上线状态，已上线的Modbus从站可以与Modbus主站通信，并只对发送给属于自己的站点地址的报文作出回应，不再对广播报文回应。用户对于特定的Modbus从站可以自行设定预分配地址，对于一般的Modbus从站，可以由Modbus自动分配地址，因此，自动分配地址的Modbus从站可实现热拔插，安装效率提高。进一步的优选，所述步骤1)中，所述广播报文的目的地址为0xFF，广播报文的信息包括RS-485总线更新周期和RS-485总线上存在的Modbus从站的站点地址和属性。广播报文的目的地址设为0xFF，保证了Modbus从站可以收到Modbus主站发送的信息，并且了解网络上的Modbus从站的站点地址和属性，但是只有等待上线的Modbus从站才会回应，便于Modbus主站查询到是否有等待上线的Modbus从站。进一步的优选，所述步骤2)中等待上线的Modbus从站包括：a.由用户在上位机设定预分配地址的Modbus从站，b.等待Modbus主站分配地址的Modbus从站。由用户在上位机设定预分配地址的Modbus从站即为预分配地址的Modbus从站，等待Modbus主站分配地址的Modbus从站即为待分配地址的Modbus从站，这样，用户可以采用专用上位机设定Modbus从站的站点地址或者由Modbus主站给Modbus从站自动分配站点地址，增加了用户选择的自由性。进一步的优选，所述由用户在上位机设定预分配地址的Modbus从站的自我信息广播中将自身的站点地址设置为预分配地址，所述等待主机分配地址的Modbus从站的自我信息广播中将自身的站点地址设置为0xFF。Modbus从站在自我信息广播中告知Modbus主站自身的站点地址，方便Modbus主站查询预分配地址是否与网络中的已有站点地址冲突，以及为站点地址0xFF的Modbus从站自动分配新站点地址。进一步的优选，所述步骤3)中，Modbus主站分配地址和确认地址的方法为：Modbus主站接收到Modbus从站的自我信息广播中的站点地址为0xFF，Modbus主站为该Modbus从站分配新地址；如果自我信息广播中的站点地址是预分配地址，则查询是否与已知地址冲突；如果未冲突，则分配预分配地址给Modbus从站，如果冲突，则发送通告上线失败报文通知该从站上线失败，该Modbus从站通过闪烁红灯发出信息等待用户处理。如果是待分配地址的Modbus从站，Modbus主站为其分配新的站点地址取代0xFF的站点地址，如果是预分配地址的Modbus从站，Modbus主站查询预分配地址是否与网络上已有的站点地址冲突，如果没有冲突，则确认预分配地址，成为该Modbus从站的站点地址。如果发生地址冲突，Modbus主站通过广播报文通知由上位机设定预分配地址的Modbus从站上线失败，并驱动Modbus从站提示用户处理。Modbus主站进行下一次的周期性广播报文，进行查询是否有等待上线的Modbus从站。进一步的优选，所述步骤4)中，Modbus从站发起的自我信息广播中包含本站类型、本站输入点数和输出点数，所述本站类型包括数字输入类型、数字输出类型、模拟输入类型和模拟输出类型。自我信息广播中包含了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Modbus RTU总线地址自动分配方法，其特征在于，包括以下步骤：1）Modbus主站上电自启动，读取本地配置信息，自身地址设为固定的站点地址0x00，周期性的发送广播报文查询是否有Modbus从站接入；2）等待上线的Modbus从站在前一个Modbus从站的地址分配成功之后接入网络，收到Modbus主站发送的广播报文后，发送自我信息广播；3）Modbus主站接收到Modbus从站的自我信息广播，为等待上线的待分配地址的Modbus从站分配地址或为预分配地址的Modbus从站确认地址，并广播通信开始报文；4）等待上线的Modbus从站接收广播通信开始报文，发送回应报文，等待上线状态更改为已上线状态；5）Modbus主站与已上线的Modbus从站建立通信。

【技术特征摘要】
1.一种ModbusRTU总线地址自动分配方法，其特征在于，包括以下步骤：1）Modbus主站上电自启动，读取本地配置信息，自身地址设为固定的站点地址0x00，周期性的发送广播报文查询是否有Modbus从站接入；2）等待上线的Modbus从站在前一个Modbus从站的地址分配成功之后接入网络，收到Modbus主站发送的广播报文后，发送自我信息广播；3）Modbus主站接收到Modbus从站的自我信息广播，为等待上线的待分配地址的Modbus从站分配地址或为预分配地址的Modbus从站确认地址，并广播通信开始报文；4）等待上线的Modbus从站接收广播通信开始报文，发送回应报文，等待上线状态更改为已上线状态；5）Modbus主站与已上线的Modbus从站建立通信。2.根据权利要求1所述的一种ModbusRTU总线地址自动分配方法，其特征在于，所述步骤1）中，所述广播报文的目的地址为0xFF，广播报文的信息包括RS-485总线更新周期和RS-485总线上存在的Modbus从站的站点地址和属性。3.根据权利要求2所述的一种ModbusRTU总线地址自动分配方法，其特征在于，所述步骤2）中等待上线的Modbus从站包括：a.由用户在上位机设定预分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏，
申请(专利权)人：成都工鼎科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51