[发明专利]一种基于Modbus通信协议的扩展通信方法

说明书

本发明公开一种基于Modbus通信协议的扩展通信方法，首先由主机发送第一指令，从机根据第一指令设置各寄存器的变化上限，并返回应答；然后主机发送读取全量数据指令，从机返回全量数据；以及最后，主机定期发送第二指令，从机接收到第二指令后，返回变化数据应答包，其中，变化数据应答包包括相邻两次指令间，数据变化大于变化上限的寄存器数据。

技术领域

本发明涉及数据通信技术领域，特别涉及一种基于Modbus通信协议的扩展通信方法。

背景技术

Modbus一种串行通信协议，是工业电子设备之间常用的连接方式，例如可广泛地应用于监控系统与设备之间的数据采集与控制。对于监控系统而言，其需要周期性地将设备数据从头到尾地读取一遍，这就使得当设备数据点较多时，全量数据的数据采集需要较长时间。数据的采集频率往往会成为系统的性能瓶颈。

针对这一问题，文献《具有变化传输机制的MODBUS扩展协议》中提到可采用如下方式，提高数据采集的频率。其首先扩展应答包长，在维持原有传输机制的前提下，增加单个数据包的容量，使得尽可能在一个数据包内传送所有数据；然后通过引入变化传输机制，通过索引的方式将变化数据标示出来进行传输，进而减少数据的传输量和处理量，以提高系统性能。

但是，该文献中提到的变化传输机制是通过在两次全数据查询指令之间增加若干次变化数据查询，并定义了变化数据基本单元用于描述变化数据。其所定义的变化数据基本单元每个寄存器均需要5个字节，格式效率较低，尤其是当变化的寄存器地址连续时，效率甚至低于原始定义的Modbus数据包。同时，其并未给出数据变化的具体定义，这就有可能使得一些微小的无效变化数据同样被传输，影响系统整体效率。

发明内容

针对现有技术中的部分或全部问题，本发明提供一种基于Modbus通信协议的扩展通信方法，包括：

主机发送第一指令，从机根据所述第一指令设置各寄存器的变化上限，并返回应答；

主机发送读取全量数据指令，从机返回全量数据；以及

主机定期发送第二指令，从机接收到所述第二指令后，返回变化数据应答包，所述变化数据应答包包括相邻两次指令间，数据变化大于所述变化上限的寄存器数据。

进一步地，所述扩展通信方法还包括，主机发送第一指令，修改从机的各寄存器的变化上限。

进一步地，所述第一指令包括功能码、配置段总长度以及若干个配置段，其中任一所述配置段包括起始寄存器地址、包含的寄存器个数以及各寄存器的变化上限。

进一步地，从机对于所述第一指令的应答包括功能码及应答码，其中，应答码用于表示变化上限设置是否成功。

进一步地，所述第二指令包括功能码、起始寄存器地址以及包含的寄存器个数。

进一步地，所述第二指令中的起始寄存器地址以及包含的寄存器个数的值均设置为0。

进一步地，所述变化数据应答包包括功能码、数据段总长度以及若干个数据段，其中任一所述数据段包括起始寄存器地址、包含的寄存器个数以及各寄存器的数值。

本发明另一方面提供一种监控系统，其采用如上所述的扩展通信方法实现设备数据的实时监控。

本发明提供的一种基于Modbus通信协议的扩展通信方法，在传统的Modbus通信协议的而基础上，设计了两个扩展Modbus指令，使得主机在第一次获取到全量数据之后，后续通信过程中，仅进行变化数据的传输，大大减小了应答包数量点数。此外，其中一条扩展Modbus指令用于设置从机中各寄存器数据可接受的变化上限，进而对“变化数据”进行准确定义，有效避免了微小的无效变化数据的传输，进一步减少了应答包数量点数，提高了数据采集效率。

附图说明