一種將自定義協議轉換成Modbus協議的多路通訊協議轉換器的製造方法
2023-12-11 19:08:12 1
一種將自定義協議轉換成Modbus協議的多路通訊協議轉換器的製造方法
【專利摘要】一種將客戶自定義協議轉換成Modbus協議的多路通訊協議轉換器，包括依次連接的客戶自定義協議接口座、客戶通訊處理模塊、單片機處理模塊、modbus處理模塊和modbus協議接口座；單片機處理模塊包括由FRAM存儲器、顯示液晶、單片機MCU、通訊處理模塊和及操作鍵盤依次連接而構建起的協議轉換硬體平臺；本發明採用客戶自定義協議與Modbus協議間的轉換模型，由單片機進行數據協議轉換，完成客戶自定義協議與Modbus協議間的轉換，可以將整個通訊傳輸系統中若干種客戶自定義通訊協議的現場被監控的智能儀表或智能設備進行多路數據通訊的通訊協議轉換。
【專利說明】一種將自定義協議轉換成Modbus協議的多路通訊協議轉換器
【技術領域】
[0001]本發明涉及工業自動化控制系統中的數據傳輸裝置，特別是指一種將自定義協議轉換成Modbus協議的多路通訊協議轉換器。
【背景技術】
[0002] 工業自動化遠程監控計算機(上位機)與若干種不同通訊協議標準下的現場被監控智能儀表或智能設備(下位機)進行數據通訊均設有多路通訊協議轉換裝置。Modbus協議是應用於電子控制器上的一種通用語言，通過此協議，控制器相互之間、控制器經由通訊網絡和其他設備之間可以通信。合理利用Modbus協議可以將不同廠商生產的控制設備包括流量計等連成工業網絡，進行集中監控。目前Modbus普遍採用標準RS-485通訊接口作為其物理層傳送方式，其通訊協議轉換器採用專用的可編程控制器(Plc)或者專用軟體網關進行協議轉換。但是，專用PLC開發技術比較複雜，成本較高；而定製專用軟體網關則需要運行在指定的計算機上，易受到作業系統或者計算機硬體的限制，可靠性差。
【發明內容】
[0003]本發明的任務是提供一種多路通訊協議轉換器，可以方便地將多路客戶自定義的協議轉換成通用的Modbus協議，同時捨去現有技術中的專用可編程控制器或者專用軟體網關，實現不同通訊協議的信息網絡系統集成。
[0004]本發明的技術方案是:一種將客戶自定義協議轉換成Modbus協議的多路通訊協議轉換器，其特徵在於:包括依次連接的客戶自定義協議接口座、客戶通訊處理模塊、單片機處理模塊、modbus處理模塊和modbus協議接口座；其中單片機處理模塊包括由FRAM存儲器、顯示液晶、單片機MCU、通訊處理模塊和及操作鍵盤依次連接而構建起的協議轉換硬體平臺；Modbus總線通過RS485總線接口、Modbus處理模塊與單片機MCU連接；客戶自定義協議接線座通過客戶通訊處理模塊與單片機MCU相連接。
[0005]進一步，所述的單片機處理模塊的協議轉換方式是:由配置口生成配置文件A，微處理器程序從配置文件A提取單元屬性B，一方面生成客戶自定義協議網絡E的掃描列表，另一方面生成modbus協議的路徑配置C，路徑配置數據定義了 modbus應用對象D的地址號、功能號、存儲器數目及存儲器的數據內容和CRC (或LRC)校驗數據；由客戶自定義數據到modbus的輸入數據由客戶自定義協議網絡按照掃描列表的配置被讀到協議映射區H，然後讀到modbus應用對象,送到modbus通訊網絡；由modbus到客戶自定義協議的輸出數據由組合對象和參數對象G送到命令轉換器F，由單片機處理模塊3解析為協議映射區H的命令區的命令，然後由命令所對應的非周期性掃描列表，發客戶自定義命令到客戶自定義網絡，並更新協議映射區的數據。
[0006]本發明採用客戶自定義協議與Modbus協議間的轉換模型，由單片機進行數據協議轉換，完成客戶自定義協議與Modbus協議間的轉換，可以將整個通訊傳輸系統中若干種客戶自定義通訊協議的現場被監控的智能儀表或智能設備進行多路數據通訊的通訊協議轉換。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本發明的結構示意圖。
[0008]圖2為單片機處理模塊的協議轉換方式示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結合本發明的實施例及其附圖作進一步的說明。
[0010]見圖1所示的本發明實施例，一種將客戶自定義協議轉換成Modbus協議的多路通訊協議轉換器，包括依次連接的客戶自定義協議接口座1、客戶通訊處理模塊2、單片機處理模塊3、modbus處理模塊4和modbus協議接口座5 ;其中單片機處理模塊3包括由FRAM存儲器6、顯示液晶8、單片機MCU10、通訊處理模塊7和及操作鍵盤9依次連接而構建起的協議轉換硬體平臺；Modbus總線通過RS485總線接口、Modbus處理模塊4與單片機MCUlO連接；客戶自定義協議接線座I通過客戶通訊處理模塊2與單片機MCUlO相連接。[0011]圖1中m表示可掛載自定義協議的專門設備的客戶自定義協議接口座I的數量，在本實施例中協議規定的掛載路數不超過255個；n是與客戶自定義協議接口座I相對應的內部協議轉換的客戶通訊處理模塊2的數量，在本實施例中η不超過255。m、n只是形式上表示出數量，顯示出可以掛載多路的客戶自定義協議的專門設備。實際上的硬體是設計成一個整體，外觀上只看到一個客戶自定義協議接口座I及一個與之對應的一個客戶通訊處理模塊2，可以掛載不超過255個客戶自定義協議的專門設備。
[0012]所述的單片機處理模塊3的協議轉換方式是:見圖2所示，由配置口生成配置文件A，微處理器程序從配置文件A提取單元屬性B，一方面生成客戶自定義協議網絡E的掃描列表，另一方面生成modbus協議的路徑配置C，路徑配置數據定義了 modbus應用對象D (圖中未示出)的地址號、功能號、存儲器數目及存儲器的數據內容和CRC(或LRC)校驗數據；由客戶自定義數據到modbus的輸入數據由客戶自定義協議網絡按照掃描列表的配置被讀到協議映射區H,然後讀到modbus應用對象,送到modbus通訊網絡；由modbus到客戶自定義協議的輸出數據由組合對象和參數對象G送到命令轉換器F，由單片機處理模塊3解析為協議映射區H的命令區的命令，然後由命令所對應的非周期性掃描列表，發客戶自定義命令到客戶自定義網絡，並更新協議映射區的數據。
[0013]客戶自定義協議與modbus協議間的轉換步驟如下:
1.配置文件I保存於非易失性存儲器FRAM內，通過RS485通訊方式進行存儲，文件內容的編輯由用戶根據需要按照固定或者商議的協議格式來定義；
2.根據配置文件I初始化客戶自定義通訊地址及相關的通訊參數等；
3.根據配置文件I中modbus初始化標識對象和modbus對象相關信息,包括單元號、modbus節點地址、modbus寄存器地址、功能碼、數據大小及CRC(或LRC)校驗數據組成；
4.根據modbus應用對象D實例屬性對應的協議映射區H數據單元屬性，當modbus有輸出1/0數據或者寫輸出參數時，將該操作轉換為協議映射區命令區得命令信息；然後通過查詢modbus掃描列表,獲取對應記錄項，生成modbus報文，響應正確後，更新協議映射區該單元數據。從而實現客戶自定義協議數據與modbus協議的轉換過程。[0014] 按照上述的客戶自定義協議與modbus間協議轉換步驟，進行多路數的數據通訊的通訊協議轉換裝置，再通過單路的遵從Modbus協議傳輸到場控制系統。
【權利要求】
1.一種將客戶自定義協議轉換成ModbUS協議的多路通訊協議轉換器，其特徵在於:包括依次連接的客戶自定義協議接口座(I )、客戶通訊處理模塊(2 )、單片機處理模塊(3 )、modbus處理模塊(4)和modbus協議接口座(5);其中單片機處理模塊(3)包括由FRAM存儲器(6)、顯示液晶(8)、單片機MCU (10)、通訊處理模塊(7)和及操作鍵盤(9)依次連接而構建起的協議轉換硬體平臺；Modbus總線通過RS485總線接口、Modbus處理模塊(4)與單片機MCU (10)連接；客戶自定義協議接線座(1)通過客戶通訊處理模塊(2)與單片機MCU(10)相連接。
2.根據權利要求1所述的將客戶自定義協議轉換成Modbus協議的多路通訊協議轉換器，其特徵在於:所述的單片機處理模塊(3)的協議轉換方式是:由配置口生成配置文件A，微處理器程序從配置文件A提取單元屬性B，一方面生成客戶自定義協議網絡E的掃描列表，另一方面生成modbus協議的路徑配置C，路徑配置數據定義了 modbus應用對象D的地址號、功能號、存儲器數目及存儲器的數據內容和CRC(或LRC)校驗數據；由客戶自定義數據到modbus的輸入數據由客戶自定義協議網絡按照掃描列表的配置被讀到協議映射區H，然後讀到modbus應用對象,送到modbus通訊網絡；由modbus到客戶自定義協議的輸出數據由組合對象和參數對象G送到命令轉換器F，由單片機處理模塊3解析為協議映射區H的命令區的命令，然後由命令所對應的非周期性掃描列表，發客戶自定義命令到客戶自定義網絡，並更新協議映射區的數據。
【文檔編號】H04L12/40GK103905410SQ201210589071
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月31日 優先權日:2012年12月31日
【發明者】雷戰勝, 賈煒鑌 申請人:上海一諾儀表有限公司