[发明专利]一种Modbus远程操作控制系统

说明书

一种Modbus远程操作控制系统，由客户端Modbus接口代理、Modbus设备配置服务、物联网服务器端软件、具有Modbus接口的物联网网关、边缘Modbus接口代理五部分组成，其中物联网服务器端软件、具有Modbus接口的物联网网关组成了基本物联网服务系统。通过Modbus接口代理，将处于现场的Modbus设备经由广域网接入远程接口服务系统，由该系统提供北向Modbus应用服务，形成虚拟的远程Modbus接口。在此基础上，用户可以通过人机界面、控制反馈等应用程序，在广域网的任意位置实现对Modbus设备的远程交互应用。这些远程交互应用包括但不限于：现场数据采集、Modbus接口配置和控制、远程控制反馈等。在本系统的支持下，使用者可以在远程如同在现场一样透明地接入和操作Modbus设备。

技术领域

本发明涉及物联网服务领域，具体涉及一种Modbus远程操作控制系统。

背景技术

Modbus是一种工业上应用广泛的上下位机之间通信接口协议，由于底层协议和传输格式的不同，有Modbus-RTU、Modbus-TCP、Modbus-ASCII等分支，在应用层面上，这些分支是完全等价的，可以相互转换。一般来说，通过Modbus协议进行的连接在范围上是受限制的，例如，通过RS-485串口进行通信的Modbus-RTU或Modbus-ASCII的连接范围一般不超过1千米。虽然理论上，Modbus-TCP或Modbus-RTU over TCP设备可以在整个Internet范围内接入一个指定的主站或从站，但在当前IPv4地址资源紧张的情况下，广泛使用这种接入是不现实的。因此实际情况是在工业环境下对Modbus-TCP设备的接入一般仅限于同一局域网的范围，技术人员无法直接通过广域网远程对设备进行测试和调试。而本发明的目的就是为了解决Modbus协议的远程接入和操作的问题。

专利CN104468298A提出了一种基于MODBUS远程智能通讯系统，其侧重点在于该系统既支持设备网络协议，也支持Modbus协议。专利CN113364659A公开了一种基于Modbus协议的数据采集系统，侧重于提供多条总线和多台主机的方案来解决当主机故障或总线断裂，导致实施过程中存在无法采集以及单点故障较多，采集效率低下的问题。但是上述两个专利都没有解决Modbus设备远程调试的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种Modbus远程操作控制系统，通过在现场和客户端端设置Modbus接口代理的方式，在物联网基本系统的支持下，将处于现场的Modbus设备和远程的应用程序连接起来，完成透明的Modbus传输。在此基础上，通过人机界面、控制反馈等应用程序，可以在广域网的任意位置实现透明的Modbus远程交互应用。这些远程交互应用包括现场数据采集、Modbus接口的配置和控制以及远程控制反馈等。

一种Modbus远程操作控制系统，包括客户端Modbus接口代理、Modbus设备配置服务、物联网服务器端软件、具有Modbus接口的物联网网关、边缘Modbus接口代理五部分；

所述客户端Modbus接口代理、Modbus设备配置服务和物联网服务器端软件相互连接，物联网网关和边缘Modbus接口代理相连接，物联网服务器端软件和物联网网关之间通过广域网连接；

整个Modbus设备远程操作控制系统的南向接入的是Modbus的从设备，北向接入的是Modbus客户端应用软件，其地位是Modbus主站，通过南北向的接入，实现应用与设备的远程透明连接和操作。

进一步地，客户端Modbus接口代理包括南向接口、全局标识处理模块、Modbus数据转换、虚拟Modbus接口四部分，作为独立进程在服务器本机或远程客户机环境下运行，通过各种类型的通信接口与物联网服务器端软件通信，提供了虚拟Modbus接口功能、各种Modbus协议数据与Modbus-RTU帧的转换功能，处理全局设备标识与虚拟Modbus设备标识、现场设备标识之间的对应关系，实现标识的透明转换。

进一步地，Modbus配置服务独立运行，用于完成Modbus接口代理的配置功能。