CN109218155A - 基于Modbus RTU协议的地址自动分配***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了基于Modbus RTU协议的地址自动分配***及方法，包括若干个通讯设备，所有通讯设备之间通过通讯总线连接，所述通讯设备均具有一输入端口和一输出端口，所述通讯设备由一个主设备和多个从设备组成，主设备的输出端口与其中一个从设备的输入端口连接，所有从设备之间通过前一个从设备的输出端口与后一个从设备的输入端口连接的方式依次顺序连接。本发明对接入的从设备自动进行分配及设置，无需人工干预，避免了由于总线地址设置有误造成的通讯故障及其超高的排除难度所造成的经济与时间成本。

Description

基于Modbus RTU协议的地址自动分配***及方法
技术领域
本发明涉及基于Modbus RTU协议的地址自动分配***及方法。
背景技术
太阳能光伏产业已经成为我国的能源战略不可忽视的方式之一，目前太阳能光伏发电***主要由一系列的太阳能电池组件连接构成，但是太阳能光伏***本身对环境的依赖性决定了自身性能的不稳定性，比如光照强度、电池板老化、污垢、人为不当操作及电池板的规格不一等因素，太阳能光伏组件损坏或效率下降成为常态，由于故障的可能性众多，定位困难，很大可能会导致停机整体检测，这就会带来经济效益的的巨大的损失。而且目前在太阳能光伏产业中，光伏设备都是通过现场总线互联在一起，在安装相关的检测设备时，无法避免的要对光伏逆变器进行总线地址的设置，以达到受监控的目的。从而导致安装的工作量大大增加，并且此操作本身还存在一定的技术门槛和操作难度，需专业人士进行操作完成。给普通用户造成了一定的技术壁垒，无人性化可言。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供基于 Modbus RTU协议的地址自动分配***，其能解决现有技术需要人工分配总线地址的的问题。
本发明的目的之二在于提供基于Modbus RTU协议的地址自动分配方法，其能解决现有技术需要人工分配总线地址的的问题。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
基于Modbus RTU协议的地址自动分配***，包括若干个通讯设备，所有通讯设备之间通过通讯总线连接，所述通讯设备均具有一输入端口和一输出端口，所述通讯设备由一个主设备和多个从设备组成，主设备的输出端口与其中一个从设备的输入端口连接，所有从设备之间通过前一个从设备的输出端口与后一个从设备的输入端口连接的方式依次顺序连接。
优选的，所述通讯总线为RS485总线。
优选的，所述从设备的数量为255个。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
基于Modbus RTU协议的地址自动分配方法，应用于本发明目的之一所述的地址自动分配***，包括如下步骤：
S1：主设备获取待分配的总线地址，并与从设备建立通信，发送广播消息至从设备，所述广播消息包括待分配的总线地址、地址设置指令和查询指令；
S2：从设备接收到来自主设备的广播消息时，判断自身的总线地址是否为默认的广播地址，若是，则响应地址设置指令，将自身的总线地址设置为广播信息中的总线地址；否则，仅响应查询指令。
优选的，在S2中，从设备响应地址设置指令，将自身的总线地址设置为广播信息中的总线地址后，将自身的输出端口从失能状态设置为使能状态。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明对接入的从设备自动进行分配及设置，无需人工干预，避免了由于总线地址设置有误造成的通讯故障及其超高的排除难度所造成的经济与时间成本。
附图说明
图1为本发明的基于Modbus RTU协议的地址自动分配***的结构图；
图2为基于Modbus RTU协议的地址自动分配方法的流程图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：
如图1所示，本发明提供一种基于Modbus RTU协议的地址自动分配***，包括若干个通讯设备，所述通讯设备均具有一输入端口和一输出端口，所述通讯设备由一个主设备和多个从设备组成。在除 Modbus-RTU的通讯总线外，增加总线地址检测机制，避免在与多个 Modbus-RTU从设备通讯时，Modbus-RTU的总线冲突现象，从而保证总线地址的设置过程实现无人工干预的全自动分配机制。通讯总线为RS485总线。
通讯设备之间的连接关系为，由一个主设备通过通讯总线与一个从设备进行连接，从设备之间也通过通讯总线连接。主设备的输出端口与一个从设备的输入端口进行连接，所有从设备之间通过前一个从设备的输出端口与后一个从设备的输入端口连接的方式依次顺序连接。从设备之间也是通过通讯总线与地址检测机制连接，总线上的前一个从设备的输出端口与下一个从设备输入端口相连，最后一个从设备只有输入端口接入***，整个***最多可支持接入255个从设备。
主设备具有自动配与存储地址的功能，在设备正常工作情况下，主设备可以明确的获取有那些总线地址已经被分配到从设备上，在正确分配完地址后应存储此地址的分配状态，以达到不会重复分配而导致总线冲突的问题。主设备的输出端口始终保持使能状态，以便后续的设置过程正常进行。从设备本身应支持广播地址，在未设置本身总线地址之前，主设备可以通过广播地址与从设备建立数据通讯，以达到本发明的设计目标。
从设备的输出端口初始状态为失能状态，当输入端口检测到输入状态为失能状态时，从设备本身将不支持任何广播信息。当输入端口检测到输入状态为使能状态时，从设备转为支持广播地址，当主设备成功设置从设备的总线地址后，从设备的输出端口翻转为使用能状态。
从设备一直检测输入端口的状态，当输入端口的状态为使能状态时，从设备激活对总线广播命令的识别功能。从设备的广播命令识别功能激活后，会一直处理总线检测状态，直到检测到总线上的地址设备命令，并对自身地址进行判断，如果自身的总线地址不为默认的广播地址，则忽略总线上的广播设置命令，只响应广播查询命令。若自身的总线为默认的广播地址，则接收广播设置命令，并设置自身的总线地址为命令的目的地址，并将输出端口置为使能状态。
本发明还提供一种基于Modbus RTU协议的地址自动分配方法，如图2所示，包括如下步骤：
S1：主设备获取待分配的总线地址，并与从设备建立通信，发送广播消息至从设备，所述广播消息包括待分配的总线地址、地址设置指令和查询指令；
S2：从设备接收到来自主设备的广播消息时，判断自身的总线地址是否为默认的广播地址，若是，则响应地址设置指令，将自身的总线地址设置为广播信息中的总线地址；否则，仅响应查询指令。在本步骤中，从设备响应地址设置指令，将自身的总线地址设置为广播信息中的总线地址后，将自身的输出端口从失能状态设置为使能状态。
本发明地址自动分配方法的原理流程与地址自动分配***的原理完全相同，在此不再赘述。
本发明无需人工干预，避免了由于总线地址设置有误造成的通讯故障及其超高的排除难度所造成的经济与时间成本。最终达到使光伏设备的安装设置过程准确和高效的目的，可以很大程度上降低光伏电站的安装成本。由于本发明是基于全球标准的ModbusRTU总线协议，增加了连接的灵活性，更具有很高的可扩展性，可以使用到除光伏外使用ModbusRTU总线协议的任何行业或设备上。
对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (5)

1.基于Modbus RTU协议的地址自动分配***，其特征在于，包括若干个通讯设备，所有通讯设备之间通过通讯总线连接，所述通讯设备均具有一输入端口和一输出端口，所述通讯设备由一个主设备和多个从设备组成，主设备的输出端口与其中一个从设备的输入端口连接，所有从设备之间通过前一个从设备的输出端口与后一个从设备的输入端口连接的方式依次顺序连接。
2.如权利要求1所述的地址自动分配***，其特征在于，所述通讯总线为RS485总线。
3.如权利要求1所述的地址自动分配***，其特征在于，所述从设备的数量为255个。
4.基于Modbus RTU协议的地址自动分配方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的地址自动分配***，包括如下步骤：
S1：主设备获取待分配的总线地址，并与从设备建立通信，发送广播消息至从设备，所述广播消息包括待分配的总线地址、地址设置指令和查询指令；
S2：从设备接收到来自主设备的广播消息时，判断自身的总线地址是否为默认的广播地址，若是，则响应地址设置指令，将自身的总线地址设置为广播信息中的总线地址；否则，仅响应查询指令。
5.如权利要求4所述的地址自动分配方法，其特征在于，在S2中，从设备响应地址设置指令，将自身的总线地址设置为广播信息中的总线地址后，将自身的输出端口从失能状态设置为使能状态。
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