[发明专利]一种基于物联网架构的增强型Modbus通信方法

说明书

本发明涉及物联网通信技术领域，尤其涉及一种基于物联网架构的增强型Modbus协议栈，包括：边缘采控器与传感器设备之间的Modbus协议，感知边缘网关与边缘采控器之间的Modbus/TCP协议，感知适配网关与感知边缘网关之间的增强型Modbus转换协议；其中所述增强型Modbus转换协议，其特征在于：基于TCP/IP协议，在传统Modbus/TCP MBAP报文头的基础上增加一个功能区分字节，作为客户应用层的业务区分代码，由客户机根据业务区分代码来进行Modbus协议的转换，并解析出Modbus协议对应的功能代码。本发明扩展了Modbus协议在广域网上的应用范围，增强了物联网业务平台应用层与客户机的网络跨域分布式应用，而且易于客户应用层的二次开发。

技术领域

本发明涉及物联网通信技术领域，尤其涉及一种基于物联网架构的增强型Modbus协议栈。

背景技术

Modbus协议是由施耐德公司于1979年开发的一种串行通信协议。采用客户机/服务器方式进行通讯，由客户机向服务器发出服务请求，服务器通过功能码对客户机的请求做出响应。由于Modbus协议具有开放、免费以及简单易学的特点，已广泛应用于工业自动化控制领域。

随着计算机和网络技术的发展，通过Internet或者Intranet对现场设备进行远程控制越来越受到人们的关注，施耐德公司于1999年公布了基于TCP/IP的Modbus/TCP协议。该协议是Modbus系列协议的派生产品，通过简单的将Modbus帧嵌入到TCP帧中，实现客户机与服务器之间基于TCP/IP的应答式Modbus报文传递。Modbus/TCP的特点决定了其最通用的用途是为诸如PLC、I/O模块以及连接其他简单域总线的网关服务。

物联网应用平台往往是采用基于多层框架结构的平台化策略构建，一般由感知层、传输层以及平台应用层三部分组成，感知层主要由感知边缘网关、边缘采控器以及各类传感器、控制器组成；传输层主要包括3G、4G、WIFI等多种通讯网络；平台应用层主要由应用平台、数据中心以及感知适配网关组成。其中，感知适配网关位于平台应用层与感知层之间，实现的功能是数据的协议解析和中继转发；感知边缘网关是边缘采控器的数据通道，负责各类传感信息与控制指令信息的转发服务，并具有本地设备配置管理的功能。感知边缘网关与感知适配网关之间通过广域网连接；感知边缘网关与边缘采控器之间一般通过局域网或者VPN专网连接；边缘采控器与各类传感器、控制器之间一般通过串行链路(如RS485等)连接。

基于上述描述可知，Modbus/TCP可完美实现感知边缘网关与边缘采控器之间的通讯，但是无法完成感知边缘网关与上一级感知适配网关之间的通信。因此，本文提出一种基于物联网架构的增强型Modbus协议栈来解决这一问题，满足物联网架构的应用场景。

发明内容

本发明的目的：

为了克服Modbus/TCP协议在物联网应用中的局限性，本发明提出了一种基于物联网架构的增强型Modbus协议栈，以实现物联网应用场景中的业务应用平台与前端设备的数据交换。

本发明的技术方案如下：

一种基于物联网架构的增强型Modbus协议栈，包括：边缘采控器与传感器设备之间的Modbus协议，感知边缘网关与边缘采控器之间的Modbus/TCP协议，感知适配网关与感知边缘网关之间的增强型Modbus转换协议；其中所述增强型Modbus转换协议，其特征在于：基于TCP/IP协议，在传统Modbus/TCP MBAP报文头的基础上增加一个功能区分字节，作为客户应用层的业务区分代码，由客户机根据业务区分代码来进行Modbus协议的转换，并解析出Modbus协议对应的功能代码，客户应用层不需要考虑Modbus的底层协议。

本发明的有益效果是：