[发明专利]基于ModbusRTU协议的同步电机数据通信系统

说明书

一种基于Modbus RTU协议的同步电机数据通信系统，属于电力电子及交流传动系统的数据通信技术领域。包括：四台带有DSP控制板，蓝海微星触摸屏，RS485转换芯片，双绞线，RS485总线。将每个DSP控制板上的SCI输出管脚由双绞线并联后，并由其中任意一个管脚用双绞线引入RS485转换芯片。将RS485转换芯片的输出端由一条RS485数据总线连接在触摸屏的RS485接口上。优点在于：解决由于过多的系统同时以很快的速度发送大量的数据包，提高了触摸屏发送端的数据吞吐量，在其中一台或是几台通讯出问题的情况下，能够做出有效的判断，保护系统的安全和可靠。

技术领域

本发明属于电力电子及交流传动系统的数据通信技术领域，具体涉及一种基于Modbus RTU协议的同步电机数据通信系统。

背景技术

Modbus RTU协议是一种电子控制器上的工业通讯协议，它采用一主多从站的方式构建通讯网络，具有标准，开放和较高的可靠性。由于协议数据包短小，传输快捷，而被广泛应用于工各领域。

但ModBus RTU主要采用查询式的交互方式在主系统和从机之间交换信息，每一次的查询请求遍对应每一次的回应消息。而这种交互方式容错性小，往往一台机器的一条查询请求由于断电，操作失误或是其他不可预估的的意外而导致出错，就会使其他从机收到影响，乃至于整个通讯系统的瘫痪。

Sliding Window机制是TCP协议一种应用，用于解决网络拥堵和由于其他因素导致的信息丢失和延迟的一种方法。由于Sliding Window机制不必让发送方每发一个数据包就停下来等待确认，因此可以加速数据的传输，提高通讯系统的吞吐量。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于Modbus RTU协议的同步电机数据通信系统，解决了系统单一发送单一接收的问题；解决由于过多的系统同时以很快的速度发送大量的数据包，提高了触摸屏发送端的数据吞吐量，在其中一台或是几台通讯出问题的情况下，能够做出有效的判断，保护系统的安全和可靠。提高了通讯系统的信息吞吐量和其容错率。

实施本发明的主要技术方案如下：该数据通信系统实现了外部设备触摸屏与每台同步电机的主控制器TI公司的TMS320F28335DSP之间的双向数据传递。具体实现是将4个DSP控制板的SCI发送口通过双绞线分别并联起来，用一条双绞线引出信号，经由RS485转换芯片，通过一条RS485总线与触摸屏的RS485串口相连。

本发明包括：四台带有DSP控制板，蓝海微星触摸屏，RS485转换芯片，双绞线，RS485总线。将每个DSP控制板上的SCI输出管脚由双绞线并联后，并由其中任意一个管脚用双绞线引入RS485转换芯片。将RS485转换芯片的输出端由一条RS485数据总线连接在触摸屏的RS485接口上。触摸屏端的系统在Virtual Studio2010环境下基于WinCE6.0的系统中自主开发的通讯系统。该系统包括主站发送端(即触摸屏)的屏幕上的触摸和按键事件的识别环节、动作处理环节、命令产生环节、Sliding Window消息控制环节、消息发送和接受环节和接受端的命令识别环节，命令执行环节，回传消息回传。

上述触摸屏端的所有环节，通过C#VisualStudio 2010进行编程实现各个环节及其每个环节之间的数据交互。电机控制端使用DSP这一芯片做位电机控制的主要芯片。通过CCS3.0进行编程处理从触摸屏接受到的消息。

与以往ModBus协议不同，在本系统中，一个从站使用多个地址来模拟SlidingWindow系统中的ACK码。在命令生成环节，主站依据命令的序列及其相应的从站产生地址码并放入Sliding Window的缓存队列中。

Sliding Window控制环节，触摸屏会依据设定好的窗口大小将队列中的数放入发送窗口。发送过程中，发送窗口中的所有数据包保存起来以防止由于数据传输导致的数据错误或其它问题。等待从机对传回消息进行确认，将数据提交。