[发明专利]在一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法

权利要求书

1.一种在一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法，其特征在于，包括：其网络结构为一个标准的Modbus RTU串行网络，网络中包括一个标准的主节点Master、1到n标准从节点Slave，以及一个主从双角色节点Maslave，Maslave节点在切换为从节点模式时地址假定为n+1；并且，n个标准从节点分为两类：其中节点1到m处于标准主节点的管辖范围内；节点m+1到n不受标准主节点管辖，而是由Maslave管辖；上述Modbus网络中所有节点都处于同一个物理网络，采用统一的串口通信参数；Maslave节点只需要一个Modbus物理接口，既作为从节点，响应标准主节点的操作请求，这时Maslave等同于节点1到m；同时也作为扩展主节点，管控网络中标准主节点管辖范围之外的从节点m+1到n；

Maslave节点启动后从FLASH中加载停机前最近一次保存的模型参数，完成现场恢复；如果是第一次运行，则加载默认的模型参数；然后，立即进入主节点工作模式，完成第一次从节点查询，其过程包括切换到主节点模式、切换到发送模式、向所辖从节点发送指令；指令发送后Maslave立即转入接收模式，等待从节点响应；根据Modbus标准，从节点应立即响应，因此，以超时时间t₁为限，Maslave或者收到从节点响应、或者超时；如果收到响应，则进行相应的应用层处理；同时，Maslave更新模型参数，并重新计算主从模式冲突概率、将参数回写入FLASH，Maslave节点根据模型计算结果，决定是切换到主节点模式还是切换到从节点模式；

Maslave实时运算主从角色冲突预测算法P，对可能产生的冲突进行预测，当冲突发生概率p大于预设门限h时，切换到从节点模式，输入参数包括影响切换到主节点时机的参数集M和影响切换到从节点时机的参数集S。

2.如权利要求1所述的在一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法，其特征在于，如果切换到从节点模式，其过程包括切换到从节点模式、切换到接收模式、等待标准主节点指令，如果在超时时间t₂内收到指令，则进行相应的应用层处理，并切换到发送模式向标准主节点发送响应消息，同时，Maslave更新模型参数，并重新计算主从模式冲突概率、将参数回写入FLASH，Maslave节点根据模型计算结果，决定是切换到主节点模式还是切换到从节点模式。

3.如权利要求1所述的在一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法，其特征在于，主从角色冲突预测算法对以上两组参数进行计算，得出如果Maslave下一时刻切换到主节点模式遭遇冲突的概率，如果此概率p大于系统预先设定的门限h则，说明较大概率标准主节点会发送指令，因此Maslave切换到从节点模式，准备接收标准主节点指令；否则，Maslave切换到主节点模式，向所辖从节点发送指令；门限h为预设参数，0 = h = 1，表示对冲突的容忍度，h值越大对冲突的容忍度越高；主从角色冲突概率p的预测算法可用下列公式表示：

p = P(M, S)

其中，

M = [m₁, m₂, …, m_m]

S = [S₁, S₂, …, S_n]。