基于Modbus协议的通讯系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于Modbus协议的通讯系统，其包括一台主机、多台从机以及总线处理模块，总线处理模块包括一个主机接口和多个从机接口，主机接口连接主机，以使得总线处理模块与主机完成报文交互，多个从机接口分别连接多台从机，以使得总线处理模块与多台从机完成报文交互。借此，可有效改善通信效率低下的问题，能够及时得到更新后的数据。能够及时得到更新后的数据。能够及时得到更新后的数据。

【技术实现步骤摘要】
基于Modbus协议的通讯系统


[0001]本专利技术涉及Modbus协议
，特别涉及一种基于Modbus协议的通讯系统。

技术介绍

[0002]Modbus协议是一种串行通信协议，Modbus协议已经成为工业领域通信协议的业界标准，并且是现在工业电子设备之间常用的连接方式。
[0003]Modbus一帧报文包含：地址域、功能码、数据和差错校验。其中，地址域，即地址字段，内容为从机地址。标准Modbus规范0为广播地址，1～247从机地址设定范围，248～255为保留地址范围。
[0004]如图1所示，主机是通过总线连接于多台从机，作为从机的每台设备都需要设置一个唯一的地址，主机通过从机地址来区分每台从机。以查询数据为例，主机需要根据从机地址，轮询每台从机，工作流程如下所述：
[0005](1)主机向从机1发送请求报文，然后等待从机1响应；
[0006](2)若主机接收到从机1的响应报文，则判断请求成功；若超过设定时间，主机仍未收到从机1的响应报文，则判断请求失败；不论请求成功或请求失败，主机都会结束从机1的本次请求；
[0007](3)从机1请求结束后，主机再向从机2发送请求报文,然后等待从机2响应；
[0008](4)与工作流程(2)的判断方式一致，主机结束从机2的本次请求；
[0009](5)按照上述(1)～(4)的规律，直至主机结束从机N的本次请求，才再次从从机1开始新的轮询。
[0010]由此可见，标准Modbus的轮询方式，效率不高，会导致数据更新不够及时，通信效率低下。此外，现有Modbus协议的从机地址设定方案，会导致设备生产或使用过程，每次要使用、更换从机设备，都需要重新确认并设置从机地址，通信效率低下。
[0011]举例说明，以自动栏杆机为例，将Modbus协议应用于自动栏杆机上，可以实现自动栏杆机的智能化，但现有的Modbus通信网络中，一台主机同时连接多台从机，主机直接与多台从机进行数据传输连接，每个从机需要预设一个地址，主机通过从机地址区分识别不同的从机。基于Modbus协议，每台自动栏杆机出厂之前，需要对自动栏杆机预设地址，即预设从机地址；在实际现场使用过程中，每次使用更换作为从机设备的自动栏杆机时，均需要确认及设置从机地址；且当查询作为从机的自动栏杆机数据时，主机需要根据从机地址，轮询每台从机实现数据交互，不仅效率不高且会导致数据更新不及时。

技术实现思路

[0012]本专利技术提供一种基于Modbus协议的通讯系统，其包括一台主机、多台从机以及总线处理模块。
[0013]总线处理模块包括一个主机接口和多个从机接口。主机接口连接主机，以使得总线处理模块与主机完成报文交互。多个从机接口分别连接多台从机，以使得总线处理模块
与多台从机完成报文交互。
[0014]在一实施例中，主机接口是通过Modbus总线连接主机。
[0015]在一实施例中，各所述从机仅连接一个所述从机接口，且各所述从机接口的接口地址互不相同。
[0016]在一实施例中，各所述从机接口具有固定的接口地址。
[0017]在一实施例中，当所述总线处理模块为兼容工作模式时，所述通讯系统的通讯步骤如下：S101：所述主机通过所述主机接口向所述总线处理模块连续发送多条请求报文；S102：所述总线处理模块根据接收到的请求报文的地址域，分别通过所述多个从机接口同时向所述多台从机发送所述请求报文；S103：所述总线处理模块从所述从机接口接收到来自所述从机的响应报文，并依据接收到的响应报文的顺序将响应报文发送至所述主机。
[0018]在一实施例中，在所述步骤S103中，当所述总线处理模块接收到同时的响应报文时，所述总线处理模块依据所述主机发送的请求报文的先后顺序将响应报文发送给主机。
[0019]在一实施例中，当所述总线处理模块为实时工作模式时，所述通讯系统的通讯步骤如下：S201：总线处理模块实时向每台从机发送请求报文，来查询各从机上的寄存器的值，并记录各个寄存器的值；S202：总线处理模块比对当前查询到的寄存器值和记录的寄存器的值，若是当前查询到的寄存器的值和记录的寄存器的值不匹配时，总线处理模块将发送响应报文给主机；S203：主机接收到响应报文后，会发送请求报文给总线处理模块；S204：总线处理模块接收到主机发送的请求报文后，会停止发送本次响应报文。
[0020]在一实施例中，在所述步骤S204中，当总线处理模块在预定时间内未接收到主机发送的请求报文时，总线处理模块会重新发送本次响应报文给主机。
[0021]在一实施例中，所述总线处理模块是通过各从机接口持续向从机发送请求报文，若从机无法正常响应时，总线处理模块会生成并记录对应于无法正常响应的从机的故障信息。
[0022]在一实施例中，所述从机包括标准功能从机和扩展功能从机，所述总线处理模块可自动识别所述从机的类型以及接口地址。
[0023]本专利技术的一个优势在于提供一种基于Modbus协议的通讯系统，通过引入总线处理模块对标准Modbus协议进行扩展，来改变标准Modbus的主机和从机的连接方式，进而改变主机查询从机数据的方式，可有效提高主机的数据查询效率，提升通信效率。
[0024]本专利技术的另一个优势在于提供一种基于Modbus协议的通讯系统，通过兼容工作模式和实时工作模式的设置，来提高主机查询从机数据的效率。整体来说：在兼容工作模式下，主机通过连续发送请求报文给总线处理模块以同时访问所有从机，总线处理模块可连续响应主机，缩短主机查询的时间，无需等待反馈时间，以实现传输效率的提升；在实时工作模式下，主机无需主动发送请求报文，而是通过总线处理模块检测到某从机的寄存器数值改变时，会主动向主机发送响应报文，主机再发送请求报文给总线处理模块，让总线处理模块停止发送响应报文，此种方式下的总线占用率低，并且能够保证数据实时更新。
[0025]本专利技术的另一个优势在于提供一种基于Modbus协议的通讯系统，其能够判定从机是否能正常响应。对于不能正常响应的从机，能够生成故障信息。当主机轮询到该从机时，总线处理模块能够立即给主机发送故障响应报文。主机无需通过等待响应延时，来判断从机是否正常响应。以此提高通信效率。
[0026]本专利技术的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书等内容中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
[0028]图1是标准Modbus总本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于Modbus协议的通讯系统，其特征在于：所述通讯系统包括：一台主机、多台从机以及总线处理模块；所述总线处理模块包括一个主机接口和多个从机接口，所述主机接口连接所述主机，以使得所述总线处理模块与所述主机完成报文交互，所述多个从机接口分别连接所述多台从机，以使得所述总线处理模块与所述多台从机完成报文交互。2.根据权利要求1所述的通讯系统，其特征在于：各所述从机仅连接一个所述从机接口，且各所述从机接口的接口地址互不相同。3.根据权利要求1所述的通讯系统，其特征在于：各所述从机接口具有固定的接口地址。4.根据权利要求1所述的通讯系统，其特征在于：所述主机接口通过Modbus总线连接所述主机。5.根据权利要求1所述的通讯系统，其特征在于：当所述总线处理模块为兼容工作模式时，所述通讯系统的通讯步骤如下：S101：所述主机通过所述主机接口向所述总线处理模块连续发送多条请求报文；S102：所述总线处理模块根据接收到的请求报文的地址域值，分别通过所述多个从机接口同时向所述多台从机发送所述请求报文；S103：所述总线处理模块从所述从机接口接收到来自所述从机的响应报文，并依据接收到的响应报文的顺序将响应报文发送至所述主机。6.根据权利要求5所述的通讯系统，其特征在于：在所述步骤S103中，当所述总线处...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪恒远，何能斌，赖玉洪，葛明，
申请(专利权)人：厦门诚通达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：