基于ModbusRTU协议的数据通信方法及装置与流程

基于modbus rtu协议的数据通信方法及装置
技术领域
1.本发明涉及数据通信技术领域，尤其涉及一种基于modbus rtu协议的数据通信方法及装置。


背景技术：

2.随着工业互联网技术的快速发展，越来越多的企业都朝着数字化、网络化和智能化方向发展，在企业工业互联网的进程中，可对企业中的人、机、物和系统等进行全面连接，对于完成工业互联网进程的企业来说，可大大提高企业的效益。
3.对于企业中的大量设备，需要远程进行控制数据和指标读取数据的通信，当前，可通过modbus rtu协议实现数据的通信，数据的通信是基于异步串行(如rs-232、rs-422、rs-485)进行通信。然而，实践发现，通过异步串行进行数据传输，难以进行远距离数据通信，并且，通信接口的数量存在限制，导致接入设备的数量较少。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题在于，提供一种基于modbus rtu协议的数据通信方法及装置，能够实现远距离数据通信，并且，不存在通信接口的限制，从而有效增加接入设备的数量。
5.为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种采购结果的确认方法，所述方法包括：控制数据采集控制器开启tcp服务器；
6.通过无线网络，控制至少一个设备在所述数据采集控制器上进行注册；
7.当所有所述设备在所述数据采集控制器上注册成功后，根据modbus rtu协议，控制所述数据采集控制器与所有所述设备进行无线通信。
8.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述通过无线网络，控制至少一个设备在所述数据采集控制器上进行注册，包括：
9.通过无线网络，控制至少一个设备向所述数据采集控制器发送注册码，实现所有所述设备在所述数据采集控制器上进行注册，其中，所有所述设备配置所述数据采集控制器的ip地址，所述注册码用于对所述设备进行身份识别。
10.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，控制所述数据采集控制器与所述设备进行无线通信的具体操作为：
11.通过modbus rtu报文，控制所述数据采集控制器与所述设备进行无线通信，其中，所述modbus rtu报文为数据帧。
12.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述方法还包括：
13.根据所述modbus rtu报文的信息，通过算法计算得到所述modbus rtu报文的验证码；
14.判断所述验证码是否正确；
15.当判断出所述验证码正确时，触发执行所述的控制所述数据采集控制器与所述设
备进行无线通信的操作。
16.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述方法还包括：
17.当判断出所述验证码不正确时，生成第一提示信息，所述第一提示信息用于向所述数据采集控制器提示所述modbus rtu报文信息发生错误，并提示所述数据采集控制器重新发送所述modbus rtu报文。
18.作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述控制数据采集控制器开启tcp服务器之前，所述方法还包括：
19.判断数据采集控制器是否开启tcp服务器；
20.当判断出所述数据采集控制器已经开启所述tcp服务器时，触发执行所述的通过无线网络，控制至少一个设备在所述数据采集控制器上进行注册的操作；
21.当判断出所述数据采集控制器未开启所述tcp服务器时，触发执行所述的控制数据采集控制器开启tcp服务器的操作。
22.本发明第二方面公开了一种采购结果的确认装置，所述装置包括：
23.开启模块，用于控制数据采集控制器开启tcp服务器；
24.注册模块，用于通过无线网络，控制至少一个设备在所述数据采集控制器上进行注册；
25.通信控制模块，用于当所有所述设备在所述数据采集控制器上注册成功后，根据modbus rtu协议，控制所述数据采集控制器与所有所述设备进行无线通信。
26.作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述注册模块通过无线网络，控制至少一个设备在所述数据采集控制器上进行注册的具体方式为：
27.通过无线网络，控制至少一个设备向所述数据采集控制器发送注册码，实现所有所述设备在所述数据采集控制器上进行注册，其中，所有所述设备配置所述数据采集控制器的ip地址，所述注册码用于对所述设备进行身份识别。
28.作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述通信控制模块控制所述数据采集控制器与所述设备进行无线通信的具体操作为：
29.通过modbus rtu报文，控制所述数据采集控制器与所述设备进行无线通信，其中，所述modbus rtu报文为数据帧。
30.作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述装置还包括：
31.计算模块，用于根据所述modbus rtu报文的信息，通过算法计算得到所述modbus rtu报文的验证码；
32.判断模块，用于判断所述验证码是否正确，当判断出所述验证码正确时，触发所述通信控制模块执行所述的控制所述数据采集控制器与所述设备进行无线通信的操作。
33.作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述装置还包括：
34.提示模块，用于当所述判断模块判断出所述验证码不正确时，生成第一提示信息，所述第一提示信息用于向所述数据采集控制器提示所述modbus rtu报文信息发生错误，并提示所述数据采集控制器重新发送所述modbus rtu报文。
35.作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述判断模块，还用于在所述开启模块控制数据采集控制器开启tcp服务器之前，判断数据采集控制器是否开启tcp服务器，当判断出所述数据采集控制器已经开启所述tcp服务器时，触发所述注册模块执行所述
的通过无线网络，控制至少一个设备在所述数据采集控制器上进行注册的操作，当判断出所述数据采集控制器未开启所述tcp服务器时，触发所述开启模块执行所述的控制数据采集控制器开启tcp服务器的操作。
36.本发明第三方面公开了一种基于modbus rtu协议的数据通信装置，所述装置包括：
37.存储有可执行程序代码的存储器；
38.与所述存储器耦合的处理器；
39.所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面公开的基于modbus rtu协议的数据通信方法中的部分或全部步骤。
40.本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面公开的基于modbus rtu协议的数据通信方法中的部分或全部步骤。
41.与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：
42.本发明实施例中，控制数据采集控制器开启tcp服务器；通过无线网络，控制至少一个设备在所述数据采集控制器上进行注册；当所有所述设备在所述数据采集控制器上注册成功后，根据modbus rtu协议，控制所述数据采集控制器与所有所述设备进行无线通信。可见，本发明能够在无线网络下，控制设备在数据采集控制器上进行注册，注册成功后就将设备和数据采集控制器建立了连接，而不需要设置接口进行连接，并且根据modbus rtu协议使数据采集控制器与所有设备进行无线通信，通过无线网络进行通信，能够实现远距离数据通信，并且，不存在通信接口的限制，从而有效增加接入设备的数量。
附图说明
43.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
44.图1是本发明实施例公开的一种基于modbus rtu协议的数据通信方法的流程示意图；
45.图2是本发明实施例公开的另一种基于modbus rtu协议的数据通信方法的流程示意图；
46.图3是本发明实施例公开的一种基于modbus rtu协议的数据通信装置的结构示意图；
47.图4是本发明实施例公开的另一种基于modbus rtu协议的数据通信装置的结构示意图；
48.图5是本发明实施例公开的又一种基于modbus rtu协议的数据通信装置的结构示意图。
具体实施方式
49.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的
附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
50.本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
51.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
52.本发明实施例公开了一种采购结果的确认方法及装置，能够在无线网络下，控制设备在数据采集控制器上进行注册，注册成功后就将设备和数据采集控制器建立了连接，而不需要设置接口进行连接，并且根据modbus rtu协议使数据采集控制器与所有设备进行无线通信，通过无线网络进行通信，能够实现远距离数据通信，并且，不存在通信接口的限制，从而有效增加接入设备的数量。以下分别进行详细说明。
53.实施例一
54.请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种基于modbus rtu协议的数据通信方法的流程示意图。如图1所示，该基于modbus rtu协议的数据通信方法可以包括以下操作：
55.101、控制数据采集控制器开启tcp服务器。
56.本发明实施例中，传输控制协议(tcp)是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议，该数据采集控制器开启tcp服务器后，在数据采集控制器上完成注册的设备与数据采集控制器就可以建立tcp连接。
57.102、通过无线网络，控制至少一个设备在数据采集控制器上进行注册。
58.本发明实施例中，该设备可以为1个，也可以为多个，这些设备可通过无线网络在数据采集控制器上进行注册，完成注册的设备与数据采集控制器就建立了连接关系。
59.103、当所有设备在数据采集控制器上注册成功后，根据modbus rtu协议，控制数据采集控制器与所有设备进行无线通信。
60.本发明实施例中，modbus rtu协议是一个工业上常用的通讯协议，当设备在数据采集控制器上注册成功后，通过modbus rtu协议可以实现控制数据采集控制器与所有设备进行无线通信，该数据采集控制器可采集设备的指标读取数据，也可向设备发送控制信息。
61.本发明实施例中，对于基于modbus rtu协议的数据通信的整个过程，以电力企业中的设备进行数据通信为例进行详细说明，控制电力数据采集控制器开启tcp服务器，通过无线网络，控制综合电力监控仪器1、综合电力监控仪器2和智能电量变送器在电力数据采集控制器上进行注册，当综合电力监控仪器1、综合电力监控仪器2和智能电量变送器在该电力数据采集控制器上注册成功后，根据modbus rtu协议，控制该电力数据采集控制器与综合电力监控仪器1、综合电力监控仪器2和智能电量变送器进行无线通信，其中，该电力数据采集控制器可根据modbus rtu协议实现对综合电力监控仪器1和综合电力监控仪器2的
监控数据进行采集，并根据采集的信息，对智能电量变送器发送控制指令，从而实现电力数据的无线通信。
62.可见，实施本发明实施例所描述的基于modbus rtu协议的数据通信方法能够通过无线网络使设备在数据采集控制器上进行注册，注册成功后就将设备和数据采集控制器建立了连接，而省去了设置接口进行连接的麻烦，并且根据modbus rtu协议使数据采集控制器与所有设备进行无线通信，通过无线网络进行通信，能够实现远距离数据通信，并且，不存在通信接口的限制，从而有效增加接入设备的数量。
63.实施例二
64.请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种基于modbus rtu协议的数据通信方法的流程示意图。如图2所示，该基于modbus rtu协议的数据通信方法可以包括以下操作：
65.201、判断数据采集控制器是否开启tcp服务器，当步骤201的判断结果为是时，触发执行步骤203；当步骤201的判断结果为否时，触发执行步骤202。
66.本发明实施例中，能够通过预先判断数据采集控制器是否开启tcp服务器，当没开启时则对数据采集控制器进行开启tcp服务器的操作，当开启时则直接进行设备注册的操作，可减少重复进行控制数据采集控制器开启tcp服务器的操作步骤。
67.202、控制数据采集控制器开启tcp服务器。
68.203、通过无线网络，控制至少一个设备向数据采集控制器发送注册码，实现所有设备在数据采集控制器上进行注册，其中，所有设备配置数据采集控制器的ip地址，注册码用于对设备进行身份识别。
69.本发明实施例中，设备在配置好该数据采集控制器的ip地址后，该设备向数据采集控制器发送注册码，其中，一个设备对应唯一的注册码，该数据采集控制器接收到设备发送的对应注册码后，对该设备进行身份识别，身份识别成功后，则代表该设备在数据采集控制器上注册成功，并且，注册成功的设备与该数据采集控制器建立了tcp连接。
70.204、当所有设备在数据采集控制器上注册成功后，根据modbus rtu协议，通过modbus rtu报文，控制数据采集控制器与设备进行无线通信，其中，modbus rtu报文为数据帧。
71.本发明实施例中，通过对modbus rtu报文进行解析，在解析出该modbus rtu报文的对应信息后，则执行相应的数据通信。
72.本发明实施例中，针对步骤202-步骤204的其它描述，请参照实施例一中针对步骤101-步骤103的详细描述，本发明实施例不再赘述。
73.在一个可选的实施例中，该方法还可以包括以下操作：
74.根据该modbus rtu报文的信息，通过算法计算得到该modbus rtu报文的验证码；
75.判断该验证码是否正确；
76.当判断出该验证码正确时，触发执行该的控制该数据采集控制器与该设备进行无线通信的操作。
77.该可选的实施例中，该算法可以根据实际情况进行编写，例如，该算法可以为对modbus rtu报文的信息进行加法运算得到验证码，也可以为其他的运算方式得到验证码，本发明实施例不做限定。
78.可见，该可选的实施例能够通过算法计算得到modbus rtu报文的验证码，并通过
判断验证码是否正确来执行设备和数据采集控制器的通信操作，通过该操作可防止由于错误的modbus rtu报文信息而导致数据通信发生错误，从而提高数据通信的准确性。
79.在另一个可选的实施例中，该方法还可以包括以下操作：
80.当判断出该验证码不正确时，生成第一提示信息，该第一提示信息用于向该数据采集控制器提示该modbus rtu报文信息发生错误，并提示该数据采集控制器重新发送该modbus rtu报文。
81.可见，该可选的实施例能够在modbus rtu报文信息发生错误时，及时生成提示信息，通过提示信息可及时通知数据采集控制器重新发送该modbus rtu报文，从而进一步提高数据通信的准确性。
82.本发明实施例中，对于基于modbus rtu协议的数据通信的整个过程，以电力企业中的设备进行数据通信为例进行详细说明，判断电力数据采集控制器是否开启tcp服务器，当没有开启时，控制电力数据采集控制器开启tcp服务器，以保证电力数据采集控制器的tcp服务器处于开启状态，通过无线网络，控制综合电力监控仪器1、综合电力监控仪器2和智能电量变送器向电力数据采集控制器发送注册码，其中该综合电力监控仪器1、综合电力监控仪器2和智能电量变送器已经配置有该电力数据采集控制器的ip地址，该电力数据采集控制器接收到注册码后，通过对应的注册码对该综合电力监控仪器1、综合电力监控仪器2和智能电量变送器进行身份识别，身份识别成功后则代表该综合电力监控仪器1、综合电力监控仪器2和智能电量变送器在该电力数据采集控制器上注册成功，注册成功后，根据modbus rtu协议，通过modbus rtu报文控制该电力数据采集控制器与综合电力监控仪器1、综合电力监控仪器2和智能电量变送器进行无线通信，其中，该电力数据采集控制器可通过modbus rtu报文实现对综合电力监控仪器1和综合电力监控仪器2的监控数据进行采集，并根据采集的信息，对智能电量变送器发送控制指令，从而实现电力数据的无线通信。
83.可见，实施本发明实施例所描述的基于modbus rtu协议的数据通信方法能够通过预先判断数据采集控制器是否开启tcp服务器，来进行后续的操作，在保证开启tcp服务器的前提下，通过无线网络使设备向数据采集控制器发送注册码，该数据采集控制器通过注册码实现了对设备的身份识别，通过上述操作可提高设备在数据采集控制器上进行注册的可靠性；在注册成功后就实现了设备和数据采集控制器的连接，省去了设置接口进行连接的麻烦，并且通过modbus rtu报文使数据采集控制器与所有设备进行无线通信，通过无线网络进行通信，能够实现远距离数据通信，并且，不存在通信接口的限制，从而有效增加接入设备的数量。
84.实施例三
85.请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种基于modbus rtu协议的数据通信装置的结构示意图。如图3所示，该装置可以包括：
86.开启模块301，用于控制数据采集控制器开启tcp服务器；
87.注册模块302，用于通过无线网络，控制至少一个设备在该数据采集控制器上进行注册；
88.通信控制模块303，用于当所有该设备在该数据采集控制器上注册成功后，根据modbus rtu协议，控制该数据采集控制器与所有该设备进行无线通信。
89.可见，实施图3所描述的基于modbus rtu协议的数据通信装置能够通过无线网络
使设备在数据采集控制器上进行注册，注册成功后就将设备和数据采集控制器建立了连接，而省去了设置接口进行连接的麻烦，并且根据modbus rtu协议使数据采集控制器与所有设备进行无线通信，通过无线网络进行通信，能够实现远距离数据通信，并且，不存在通信接口的限制，从而有效增加接入设备的数量。
90.在一个可选的实施例中，该注册模块302通过无线网络，控制至少一个设备在该数据采集控制器上进行注册的具体方式为：
91.通过无线网络，控制至少一个设备向该数据采集控制器发送注册码，实现所有该设备在该数据采集控制器上进行注册，其中，所有该设备配置该数据采集控制器的i p地址，该注册码用于对该设备进行身份识别。
92.可见，该可选的实施例能够通过无线网络使设备向数据采集控制器发送注册码，该数据采集控制器通过注册码实现了对设备的身份识别，通过上述操作可提高设备在数据采集控制器上进行注册的可靠性。
93.在另一个可选的实施例中，该通信控制模块303控制该数据采集控制器与该设备进行无线通信的具体操作为：
94.通过modbus rtu报文，控制该数据采集控制器与该设备进行无线通信，其中，该modbus rtu报文为数据帧。
95.在又一个可选的实施例中，如图4所示，该装置还可以包括：
96.计算模块304，用于根据该modbus rtu报文的信息，通过算法计算得到该modbus rtu报文的验证码；
97.判断模块305，用于判断该验证码是否正确，当判断出该验证码正确时，触发该通信控制模块303执行该的控制该数据采集控制器与该设备进行无线通信的操作。
98.可见，该可选的实施例能够通过算法计算得到modbus rtu报文的验证码，并通过判断验证码是否正确来执行设备和数据采集控制器的通信操作，通过该操作可防止由于错误的modbus rtu报文信息而导致数据通信发生错误，从而提高数据通信的准确性。
99.在又一个可选的实施例中，如图4所示，该装置还包括：
100.提示模块306，用于当该判断模块305判断出该验证码不正确时，生成第一提示信息，该第一提示信息用于向该数据采集控制器提示该modbus rtu报文信息发生错误，并提示该数据采集控制器重新发送该modbus rtu报文。
101.可见，该可选的实施例能够在modbus rtu报文信息发生错误时，及时生成提示信息，通过提示信息可及时通知数据采集控制器重新发送该modbus rtu报文，从而进一步提高数据通信的准确性。
102.在又一个可选的实施例中，该判断模块305，还用于在该开启模块301控制数据采集控制器开启tcp服务器之前，判断数据采集控制器是否开启tcp服务器，当判断出该数据采集控制器已经开启该tcp服务器时，触发该注册模块302执行该的通过无线网络，控制至少一个设备在该数据采集控制器上进行注册的操作，当判断出该数据采集控制器未开启该tcp服务器时，触发该开启模块301执行该的控制数据采集控制器开启tcp服务器的操作。
103.可见，该可选的实施例能够通过预先判断数据采集控制器是否开启tcp服务器，来进行后续的操作，当该tcp服务器开启时则直接进行设备注册的操作，可减少重复进行控制数据采集控制器开启tcp服务器的操作步骤。
104.实施例四
105.请参阅图5，图5是本发明实施例公开的又一种基于modbus rtu协议的数据通信装置的结构示意图。如图5所示，该装置可以包括：
106.存储有可执行程序代码的存储器401；
107.与存储器401耦合的处理器402；
108.处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，用于执行实施例一或实施例二所描述的基于modbus rtu协议的数据通信方法中的步骤。
109.实施例五
110.本发明实施例公开了一种计算机读存储介质，其存储用于电子数据交换的计算机程序，其中，该计算机程序使得计算机执行实施例一或实施例二所描述的基于modbus rtu协议的数据通信方法中的步骤。
111.实施例六
112.本发明实施例公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一或实施例二所描述的基于modbus rtu协议的数据通信方法中的步骤。
113.以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
114.通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(read-only memory，rom)、随机存储器(random access memory，ram)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-only memory，otprom)、电子抹除式可复写只读存储器(electrically-erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
115.最后应说明的是：本发明实施例公开的一种基于modbus rtu协议的数据通信方法及装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。