[发明专利]在TCP/IP网络上实现高可靠Modbus通信的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种Modbus通信的方法，具体是指一种在TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，传输控制协议/因特网互联协议）网络上实现高可靠Modbus通信的方法，属于网络通信技术领域。

背景技术

在国家大力发展天然气等绿色能源的背景下，国内各城市管网输配系统也随着城市建设规模的扩大而扩张，燃气输配情况日趋复杂，对燃气监测手段提出了更高的要求。在这种情况下，智能调压控制器应运而生，其可以实时采集与监控调压站燃气参数，并将现场实时数据通过移动通信商GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线服务）网络传输到监控中心，供燃气系统管理人员做出决策。

智能调压控制器的关键是控制器内部的诸多设置参数必须与数据中心服务器时刻保持一致，同时将控制器采集的大量数据上传至数据中心服务器。控制器由干电池供电，在需要维持更长工作时间的前提下，必须设计合理有效的无线通信协议。

智能调压控制器以Modbus应用层传输协议作为整个控制网络和信息网络的应用层协议。Modbus协议存在一定的局限性，设备采用查询-回应的通信机制，协议中常用功能码为01-06号，误码率高。且由于网络问题，无法持续传输数据，这种局限性使得含有Modbus设备的控制器终端设备的数据实时性下降，通信效率降低，同时因为延长了控制器网络模块的工作时间，增加了控制器终端设备的能源消耗。

综上所述，对于含有Modbus设备的控制器终端来说，需要有效的传输策略，既保证数据的正确上传，又要降低控制器终端的电能消耗，使得控制器的自带电池能维持更长的工作时间。

发明内容

本发明的目的是提供一种在TCP/IP网络上实现高可靠Modbus通信的方法，能够增强智能控制器与数据中心服务器之间的通信效率，同时降低智能控制器的功耗。

为实现上述目的，本发明提供一种在TCP/IP网络上实现高可靠Modbus通信的方法，智能控制器与数据中心服务器进行通信，数据中心服务器接收智能控制器发送的数据，发送协议采用Modbus TCP协议的格式，该方法具体包含：S1、对数据中心服务器的存储区进行分块；S2、网络正常情况下的基于Modbus的数据交互通信；S3、网络异常或不通畅情况下的基于超时循环、异常重连接循环和补传循环互相嵌套的数据补传通信。

所述的S1对数据中心服务器上的存储区进行分块方法，具体包含以下步骤：

S1.1、将数据中心服务器上的存储区分为3区和4区；将整个3区分配为单独的C块，该3区C块用于存放数据中心服务器即将发送给智能控制器的最新的参数配置信息；将整个4区分配为A块、B块、C块，其中4区A块用于存放由智能控制器上传的各传感器采集的大量历史采样值；4区B块用于存放智能控制器上传的各传感器采集的当前采样值；4区C块用于存放智能控制器上传的该智能控制器的当前各参数配置情况；

S1.2、初始配置状态，只在智能控制器启动时运行一次；智能控制器连接到数据中心服务器的初始配置的IP地址默认端口，用自定义功能码发送序列号，智能控制器重新启动，连接数据中心服务器；

S1.3、数据运行状态，在每个数据发送周期执行一次，每次发送数据都要运行；具体包含以下步骤：

S1.3.1、如果智能控制器的当前参数配置信息有修改，其向数据中心服务器的4区C块发送该智能控制器的当前最新各参数配置信息，发送指令符合Modbus TCP 协议，分两次发送；数据中心服务器在接收到参数配置信息后，将覆盖原先存储在4区C块的参数配置信息；

S1.3.2、如果数据中心服务器对智能控制器的参数配置信息有修改，其将对智能控制器的参数配置信息的修改更新存储在3区C块；

S1.3.3、判断数据中心服务器上的4区C块和3区C块内存储的智能控制器的参数配置信息是否有修改；如果仅有4区C块内的智能控制器的参数配置信息有修改，那么以4区C块内的参数配置信息为准；如果仅有3区C块内的智能控制器的参数配置信息有修改，那么以3区C块内的参数配置信息为准；如果4区C块和3区C块内的智能控制器的参数配置信息都有修改，那么以4区C块内的参数配置信息为准；

S1.3.4、数据中心服务器将修改后的最新的智能控制器的参数配置信息存储在3区C块内；使得智能控制器的参数配置信息始终与数据中心服务器上的参数配置信息保持一致；