CN111884915A - 一种提高网关采集modbus设备效率的方法 - Google Patents

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陈科明
吴新虎
吴耀增
曾佳
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Abstract

本发明公开了一种提高网关采集modbus设备效率的方法。本发明通过排序，重新设置连续单元，来提升采集信息效率。本发明中的modbus设备有栈号，寄存器地址，数据类型。网关存储相应的modbus设备的信息，将每个寄存器地址和数据单元设置为一个监控点。监控点按照寄存器的地址进行从小到大的排序。按照地址间隔，重新设置读取的地址和读取数据的的长度。网关组建相应的modbus帧下发，设备进行回复，将数据匹配到相应的监控点中，再将监控点的数据信息上报到云平台。

Description

一种提高网关采集modbus设备效率的方法
技术领域
本发明涉及物联网通信技术领域，具体基于4G，WiFi，以太网联网方式的网关，通过modbus协议采集设备的信息，提升采集信息效率的一种方法。
背景技术
Modbus由MODICON公司于1979年开发，是一种工业现场总线协议标准。1996年施耐德公司推出基于以太网TCP/IP的Modbus协议：ModbusTCP。Modbus协议是一项应用层报文传输协议，包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网接口，采用master/slave方式通信。当传统的网关采用modbus协议读取数据时，对每个监控点进行数据的轮询。均需要组建相应的modbus帧下发给相应的设备，加上串口通信速率有限，且modbus协议中采用一应一答的实现方式，中间存在等待应答时间，当存在若干个间断性的监控点时，一个一个监控点去轮询，读取的效率低下。当轮询过慢，网关上报的实时信息也会变慢，这样云平台上的信息与设备的实际信息会出现误差，丢失了一部分信息。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种网关数据采集的方法，以解决上述背景技术中提出的问题和不足。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种提高网关采集modbus设备效率的方法包括以下步骤：
步骤1:网关和设备进行相应的连接，网关连接到云平台。
步骤2:获取网关所要读取设备的栈号，寄存器地址。确定每个地址中需要读取数据的类型，将地址信息和读取数据的类型记录在监控点中。
步骤3:将监控点的信息按照地址的顺序从小到大进行排列，用链表的方式进行信息存储。将排列后的监控点检测其是否是连续的，连续的定义，地址差值小于3可以判定为连续。地址的差值可以调控。
步骤4:确定起始监控点和终止监控点。起始监控点为不连续之后的第一个监控点；终止监控点为最后一个连续的监控点。获取起始监控点到终止监控点中所要读取的数据长度和数据类型。
步骤5，通过起始监控节点中的地址和步骤4所获取的数据长度和数据类型，组建相关的modbus帧，下发给相应的节点。
步骤6，将节点返回的信息，按照起始监控点到终止监控点中的信息进行匹配，将匹配好的的数据上报给云平台。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过对监控点的调整，做了连读的操作，减少了读取的次数和相应的等待时间，提升了网关采集节点信息的效率。
附图说明
图1：***结构图；
图2：单个监控点说明图；
图3：监控点排序连读说明图；
图4：modbus帧格式图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。
本发明利用modbus连读功能，重新将单个数据的读取，变为找到这些数据的连续规律，设置不同的间隔，读取相应的地址中的数据。将数据进行匹配，上报到云平台
本发明实施包括以下步骤：
请参阅图1，步骤1:网关具有4G、WIFI和以太网的联网方式，连接相应的云平台，将设备的采集信息上报给云平台。网关串口与设备的串口进行相连，采用的通信方式为modbus通信协议，获取设备的栈号。
请参阅图2和图3，步骤2:组建相应的监控点，一个监控点中保存了寄存器的地址，数据类型的信息，上报数据单元的信息。寄存器的地址和数据类型，标识着网关需要读取的内容。上报数据单元信息，存储设备返回的数据，网关会将这些数据上报到云平台。向网关中添加若干个监控点，网关将监控点的信息进行保存。
步骤3:相应的监控点按照地址从小到大进行排序，可以设置连续数据间隔，这个设置为3。首先需要确定起始监控点，然后确定终止监控点。4001监控点前没有其它监控点，定为起始监控点，4002比4001小于3，判定为连续，4005比4002等于3，判定为连续，4006比4005小于3，判定为连续，4008比4006小于3，判定为连续，4012比4008大于3，判定为不连续，4008设置为终止监控点。后面的监控点重复上述的方法，寻找下一个起始监控点，和下一个终止监控点。
步骤4:进行数据的轮询，通过起始监控点到终止监控点中的数据可以确定modbus帧格式。从起始监控点获得起始地址，然后起始监控点到终止监控点中的每一个监控点数据类型，进行累加，来获取需要读取的数据长度。
请参阅图4，步骤5:组建相应的modbus帧，相应的帧格式，设备地址为栈号，功能代码为读功能码0x03,起始地址和数据长度为步骤4中所获取的数据，通过串口进行发送，等待设备进行回复。
步骤6:将返回的信息进行监控点的匹配，将读回的信息，按照每个监控点的数据类型，截取相应的数据填充相应的监控点数据单元。
网关再将每个监控点的数据单元上报到云平台。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种提高网关采集modbus设备效率的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤1:网关和设备进行相应的连接，网关连接到云平台；
步骤2:获取网关所要读取设备的栈号，寄存器地址；确定每个地址中需要读取数据的类型，将地址信息和读取数据的类型记录在监控点中；
步骤3:将监控点的信息按照地址的顺序从小到大进行排列，用链表的方式进行信息存储；将排列后的监控点进行检测，来判断其是否是连续的，当地址差值小于设定阈值时，则判定为连续；
步骤4:确定起始监控点和终止监控点；起始监控点为不连续之后的第一个监控点，终止监控点为最后一个连续的监控点；获取起始监控点到终止监控点中所要读取的数据长度和数据类型；
步骤5，通过起始监控节点中的地址和步骤4所获取的数据长度和数据类型，组建相关的modbus帧，下发给相应的节点；
步骤6，将节点返回的信息，按照起始监控点到终止监控点中的信息进行匹配，将匹配好的的数据上报给云平台。
2.根据权利要求1所述的一种提高网关采集modbus设备效率的方法，其特征在于：modbus帧的RTU格式包括设备地址位、功能代码位,起始地址位、数据长度位和CRC校验位，所述功能代码位与所述的阈值相关。
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