[发明专利]在一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法

说明书

本发明公开了一种在同一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法。该主从双角色节点只需要一个Modbus物理接口，既作为从节点，响应标准主节点的操作请求；同时也作为扩展主节点，管控网络中标准主节点无法或不需要管控的从节点。本方法避免了网络的物理分割、省去了网关，网络结构更简单、系统部署更快速、成本更节约。

技术领域

本发明涉及Modbus领域，具体涉及一种在一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法。

背景技术

Modbus通讯协议在自动化控制领域应用非常广泛，具体又分为Modbus ASCII、Modbus RTU以及Modbus TCP三中通信模式，其中Modbus RTU在实际应用中最为普遍。Modbus RTU协议是一个主从(master/slave)架构的串行协议：在一个ModBus网络中，包含一个地址为0的主节点(master)和多个的从节点(slave)，每一个slave设备都有一个唯一的地址，地址值在1到247之间。Modbus RTU是一种串行协议，采用菊花链拓扑，并通常使用485接口，因此，Modbus网络中的节点均为半双工工作模式，也就是说节点发送数据和接收数据不能同时进行。

Modbus RTU协议的上述特征限定了一个Modbus网络中只能有一个主节点；一个节点要么为主节点、要么为从节点，主从节点不能混用。实际工作中，如果遇到需要多个主节点、或者来自不同厂家的从节点存在兼容性问题，就必须在物理上划分多个Modbus网络，并通过Modbus网关连接多个Modbus网络。

传统技术存在以下技术问题：

1.本质上都是基于Modbus网络的物理分割；

2.都是类似网关的技术思路，典型特征就是节点装置需要有多个物理接口、分别连接不同的Modbus网络；

3.无法简化网络结构，部署麻烦、成本高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法，该主从双角色节点只需要一个Modbus物理接口，既作为从节点，响应标准主节点的操作请求；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其他从节点。本方法避免了网络的物理分割、省去了网关，网络结构更简单、系统部署更快速、成本更节约。允许一个Modbus节点同时具备主、从两种角色属性，并根据运行时的上下文需求动态切换主/从模式和收/发状态。主从双角色节点只需要一个Modbus物理接口，所有Modbus节点都在同一个物理网络中、采用统一的串口通信参数，包括波特率、数据位、停止位、校验位等。使得主从双角色节点能够有效地避免主/从模式切换以及半双工收/发模式造成的冲突。上述方法的创新性集中在主从双角色节点的工作机制和冲突回避算法上，而通信协议则完全遵从Modbus规范，具有广泛的兼容性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种在一个Modbus RTU网络中实现主从双角色节点的方法，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)、若干个(1到n)标准从节点(Slave)，以及一个主从双角色节点(特命名为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。