【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于设备通信，具体涉及一种多协议modbus网关控制系统与方法。
技术介绍
1、modbus协议作为一种通信标准，被广泛应用于工业自动化系统，其设计初衷是为了促进不同厂商生产的可编程逻辑控制器（plc）之间的互联，这个协议采用了简单、可扩展的串行通信方式，允许主站向从站发送指令，并获取从站的实时数据；
2、modbus协议的主从架构使得设备之间可以协同工作，实现更高级别的控制和监测功能，然而，在实际工业环境中，由于设备制造商的多样性，不同设备通常采用不同的通信协议，这就需要引入modbus网关作为连接各种协议的桥梁；
3、但是modbus协议作为主机和从机的之间通信协议时存在一定的限制，通常采用的协议为485通信协议，而modbus-tcp采用tcp协议作为通信协议，因为modbus协议的初衷是系统间通信，针对片内协议并没有进行兼容，例如12c、spi、lvds等等，这些协议并不适用于长距离的通信，所以不被modbus所支持；
4、但是在某些场景（例如近距离的主机工控机与从机嵌入式系统间的通信）中，485协议所对应的uart协议通信带宽不够、tcp协议具有复杂的协议设计过于繁冗，spi、lvds或其他非485、tcp协议则更加合适，此时如果有控制通信有需要就不能再使用成熟可靠的modbus协议；
5、另外modbus网关是一种关键的技术组件，用于连接和集成不同通信协议的设备，其作用在于解决设备之间通信协议不同的问题，通过将modbus协议与其他协议进行转换，实现设备间的互
6、这种网关可以存在于各种工业场景，如生产线、能源管理系统、楼宇自动化等，其工作原理涉及两个主要方面：网关会监听modbus协议的通信，并根据需要将modbus数据包解析成对应的命令和数据；网关会将这些数据和命令转换成目标设备可以理解的协议，并将其传送给目标设备；
7、这种转换的过程使得不同协议的设备能够在同一个系统中协同工作，实现更复杂的控制和监控功能；
8、但是如何对通过主机对从机设备在对各种协议进行支持的情况下进行有效简单有效的控制仍然存在问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种多协议modbus网关控制系统与方法，能够简单有效的实现了多协议modbus网关控制。
2、本专利技术采取的技术方案具体如下：
3、一种多协议modbus网关控制系统，包括主机系统和从机系统；
4、所述主机系统包括主机业务逻辑单元、数据modbus打包单元、数据解析单元、协议转换单元、协议接口单元；
5、从机系统包括协议接口单元、协议转换单元、数据解析单元、数据modbus打包单元、内存管理单元、中断管理单元、双端口ram单元、执行系统；
6、所述主机业务逻辑用于根据业务逻辑产生相关的控制指令组；
7、所述控制指令组内包含了对从机系统执行系统进行控制和数据读取的控制信息；
8、所述数据modbus打包单元用于将非modbus协议的数据打包成modbus协议的字节流；
9、所述数据解析单元用于将modbus数据包进行解析，所述modbus数据包为基于modbus协议标准构成的序列化数据包；
10、所述协议转换单元用于将序列化数据包根据协议进行格式化，将通用化的数据包转换为各种接口所能接受的数据包规格，并将源自协议接口的不同规格的数据包进行转换，转换成数据解析单元能够处理的modbus标准格式数据包；
11、所述协议接口是主机系统和从机系统中的硬件协议接口，用于进行主机系统和从机系统的连接，实现数据的通信；
12、所述内存管理单元用于接收来自主机的控制指令组，并根据其中的控制信息进行操作；
13、所述中断管理单元用于接收来自内存管理单元的地址信息，根据地址信息产生相关中断信号并传递给执行系统中，并用于接收来自执行系统的中断信号，当产生中断信号时，会发送中断信号控制指令组给内存管理单元进行响应；
14、所述双端口ram单元包括a地址域和b地址域两个片区，所述a地址域内对于主机系统可读可写，针对从机系统只读；所述b地址域内对于从机系统只写，对于主机系统只读；
15、所述执行系统用于根据实际情况选择连接数量，当从机系统接收到主机系统数据时，中断管理单元产生中断信号给执行系统，执行系统会响应中断信号触发对中断信号对应的地址域进行读取，实现主机系统对执行系统中的指定设备的控制。
16、进一步地，所述控制信息包括读写信号、地址、数据三部分。
17、进一步地，所述主机系统的数据modbus打包单元负责将控制指令组打包成modbus数据包；
18、所述从机系统的数据modbus打包单元将来自内存管理单元的状态信息和数据信息进行modbus标准协议的打包。
19、进一步地，所述主机系统中的数据解析单元得到来自从机系统的状态及数据信息，根据预设格式进行解码分析，发送给从机数据数据包到主机业务逻辑单元内，完成数据的闭环；
20、从机系统中的数据解析单元接收modbus数据包并解析出来自主机系统的控制指令组，发送给内存管理单元控制信息。
21、进一步地，所述主机系统中的modbus数据包分为由主机系统数据modbus打包单元产生的包含控制指令组的数据包和返回到主机系统的包含从机状态返回及数据返回的数据包；
22、而所述从机系统中的modbus数据包包含来自主机系统的控制指令组数据包以及从内存管理单元从双端口ram单元中读取到的状态信息及数据信息的数据包。
23、进一步地，所述协议接口包含spi、12c、udp、tcp、422、232、uart、485、lvds及其他协议。
24、进一步地，所述内存管理单元根据预设的地址信息进行如下操作：
25、s1.将地址信息传递至中断管理单元；
26、s2.对指定地址域内的片区进行读/写；
27、s3.对另外一部分片区地址域内进行只读。
28、一种多协议modbus网关控制方法，包括以下步骤：
29、步骤1：主机业务逻辑单元产生控制指令组给数据modbus打包单元打包成modbus标准协议序列化数据包；
30、步骤2：主机系统的协议转换单元接收到modbus标准协议序列化数据包将其转化为选定协议接口所需要的结构化数据包，并发送给一个选定的协议接口；
31、步骤3：主机系统的协议接口单元将数据发送到从机系统的协议接口单元中；
32、步骤4：从机系统的协议接口单元将接收到的结构化数据包交给从机系统的协议转换单元进行解码，解码成modbus标准数据包；
33、步骤5：数据解析单元接收到modbus数据包后将其中的数据根据标准modbus协议进行解析，得到包含读写信号、地址、数据的控制指本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多协议Modbus网关控制系统，其特征在于：包括主机系统和从机系统；
2.根据权利要求1所述的一种多协议Modbus网关控制系统，其特征在于：所述控制信息包括读写信号、地址、数据三部分。
3.根据权利要求1所述的一种多协议Modbus网关控制系统，其特征在于：所述主机系统的数据Modbus打包单元负责将控制指令组打包成Modbus数据包；
4.根据权利要求1所述的一种多协议Modbus网关控制系统，其特征在于：所述主机系统中的数据解析单元得到来自从机系统的状态及数据信息，根据预设格式进行解码分析，发送给从机数据数据包到主机业务逻辑单元内，完成数据的闭环；
5.根据权利要求1所述的一种多协议Modbus网关控制系统，其特征在于：所述主机系统中的Modbus数据包分为由主机系统数据Modbus打包单元产生的包含控制指令组的数据包和返回到主机系统的包含从机状态返回及数据返回的数据包；
6.根据权利要求1所述的一种多协议Modbus网关控制系统，其特征在于：所述协议接口包含SPI、12C、UDP、TCP、422、232、
7.根据权利要求2所述的一种多协议Modbus网关控制系统，其特征在于：所述内存管理单元根据预设的地址信息进行如下操作：
8.一种多协议Modbus网关控制方法，采用权利要求1-7中任一项所述的多协议Modbus网关控制系统，其特征在于：包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种多协议modbus网关控制系统，其特征在于：包括主机系统和从机系统；
2.根据权利要求1所述的一种多协议modbus网关控制系统，其特征在于：所述控制信息包括读写信号、地址、数据三部分。
3.根据权利要求1所述的一种多协议modbus网关控制系统，其特征在于：所述主机系统的数据modbus打包单元负责将控制指令组打包成modbus数据包；
4.根据权利要求1所述的一种多协议modbus网关控制系统，其特征在于：所述主机系统中的数据解析单元得到来自从机系统的状态及数据信息，根据预设格式进行解码分析，发送给从机数据数据包到主机业务逻辑单元内，完成数据的闭环；
5.根据权利要求1所述的一种多协...
【专利技术属性】
技术研发人员：王康年，黄战华，龙子洋，胡朝政，徐智伟，
申请(专利权)人：天津大学四川创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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