一種Modbus RTU總線地址自動分配方法組成比例

本發明專利技術公開了一種Modbus?RTU總線地址自動分配方法，包括以下步驟：1）Modbus主站上電自啟動，自身地址設為固定的站點地址0x00，周期性的發送廣播報文查詢是否有Modbus從站接入；2）等待上線的Modbus從站在前一個Modbus從站的地址分配成功之后接入網絡，收到Modbus主站發送的廣播報文后，發送自我信息廣播；3）Modbus主站接收到Modbus從站的自我信息廣播，為等待上線的待分配地址的Modbus從站分配地址或為預分配地址的Modbus從站確認地址，并廣播通信開始報文；4）等待上線的Modbus從站接收廣播通信開始報文，發送回應報文，等待上線狀態更改為已上線狀態；5）Modbus主站與已上線的Modbus從站建立通信。通過Modbus主站對Modbus從站自動分配總線地址，實現了Modbus?RTU設備的即插即用，提高了使用效率。

【技術實現步驟摘要】
一種ModbusRTU總線地址自動分配方法
本專利技術涉及工業通信領域，具體的說，是一種ModbusRTU總線地址自動分配方法。
技術介紹
Modbus網絡是一個工業通信系統，由帶智能終端的可編程序控制器和計算機通過網絡連接而成，Modbus網絡只有一個主機，所有通信都由它發出，網絡可支持多個的遠程從屬控制器。采用Modbus協議，控制器相互之間、控制器經由網絡和其它設備之間可以通信。當在一個Modbus網絡上通信時，Modbus協議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發來的消息。如果需要回應，控制器將生成反饋信息并用Modbus協議發出。此協議支持傳統的RS-232、RS-422、RS-485和以太網設備。控制器通信使用主-從技術，即主設備能初始化傳輸或查詢，從設備根據主設備查詢提供的數據作出反應。主設備可單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一消息作為回應，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應。從設備回應消息也由Modbus協議構成。ModBus系統中有2種傳輸模式可選擇：一種模式是ASCII(美國信息交換碼)，另一種模式是RTU(遠程終端設備)。當控制器設為在Modbus網絡上以RTU(遠程終端單元)模式通信，在同樣的波特率下，可比ASCII方式傳送更多的數據。在工業現場與民用領域，基于RS485連接的ModbusRTU總線設備廣泛使用。ModbusRTU設備可以實現即插即用，大大簡化了設備配置安裝過程。因為RS485連接是半雙工通信方式而Modbus總線必須尋址才能工作，所以當前基于RS485的ModbusRTU需要事先用上位機組態，分配好地址，然后安裝到現場應用。通過上述方式進行ModbusRTU設備組態、地址分配，其效率低下，不能適應現場多變的環境：當需要修改地址時，必須重新連接上位機，周期長，效率低。如果不進行相應的地址分配，對應的ModbusRTU設備將不能工作。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種ModbusRTU總線地址自動分配方法，用于解決現有技術中ModbusRTU需要實現用上位機分配地址再安裝使用造成的效率低下，修改地址難的問題。為了達到上述目的，本專利技術通過下述技術方案實現：一種ModbusRTU總線地址自動分配方法，包括以下步驟：1)Modbus主站上電自啟動，讀取本地配置信息，自身地址設為固定的站點地址0x00，周期性的發送廣播報文查詢是否有Modbus從站接入；2)等待上線的Modbus從站在前一個Modbus從站的地址分配成功之后接入網絡，收到Modbus主站發送的廣播報文后，發送自我信息廣播；3)Modbus主站接收到Modbus從站的自我信息廣播，為等待上線的待分配地址的Modbus從站分配地址或為預分配地址的Modbus從站確認地址，并廣播通信開始報文；4)等待上線的Modbus從站接收廣播通信開始報文，發送回應報文，等待上線狀態更改為已上線狀態；5)Modbus主站與已上線的Modbus從站建立通信。Modbus主站上電啟動時，讀取本地的配置信息包括Modbus主站的硬件資源以及連接方式、通訊參數信息和驅動程序，設置自身的站點地址為0x00，作為廣播報文的源地址，向接入網絡的等待上線的Modbus從站發送廣播報文，等待上線的Modbus從站同時只能有一個，該Modbus從站接收廣播報文后，向站點地址0x00發送一次自我信息廣播報文。Modbus主站接收到Modbus從站的自我信息廣播報文后，得知此時有等待上線的Modbus從站，并從自我信息廣播報文中獲取該Modbus從站的地址信息，如果是預分配地址的Modbus從站，則為預分配地址的Modbus從站確認地址，如果是待分配地址的Modbus從站，則為待分配地址的Modbus從站自動分配地址，并發送廣播開始報文告知等待上線的Modbus從站，通知Modbus從站上線成功。Modbus從站收到廣播通信開始報文后，狀態由等待上線狀態改為已上線狀態，已上線的Modbus從站可以與Modbus主站通信，并只對發送給屬于自己的站點地址的報文作出回應，不再對廣播報文回應。用戶對于特定的Modbus從站可以自行設定預分配地址，對于一般的Modbus從站，可以由Modbus自動分配地址，因此，自動分配地址的Modbus從站可實現熱拔插，安裝效率提高。進一步的優選，所述步驟1)中，所述廣播報文的目的地址為0xFF，廣播報文的信息包括RS-485總線更新周期和RS-485總線上存在的Modbus從站的站點地址和屬性。廣播報文的目的地址設為0xFF，保證了Modbus從站可以收到Modbus主站發送的信息，并且了解網絡上的Modbus從站的站點地址和屬性，但是只有等待上線的Modbus從站才會回應，便于Modbus主站查詢到是否有等待上線的Modbus從站。進一步的優選，所述步驟2)中等待上線的Modbus從站包括：a.由用戶在上位機設定預分配地址的Modbus從站，b.等待Modbus主站分配地址的Modbus從站。由用戶在上位機設定預分配地址的Modbus從站即為預分配地址的Modbus從站，等待Modbus主站分配地址的Modbus從站即為待分配地址的Modbus從站，這樣，用戶可以采用專用上位機設定Modbus從站的站點地址或者由Modbus主站給Modbus從站自動分配站點地址，增加了用戶選擇的自由性。進一步的優選，所述由用戶在上位機設定預分配地址的Modbus從站的自我信息廣播中將自身的站點地址設置為預分配地址，所述等待主機分配地址的Modbus從站的自我信息廣播中將自身的站點地址設置為0xFF。Modbus從站在自我信息廣播中告知Modbus主站自身的站點地址，方便Modbus主站查詢預分配地址是否與網絡中的已有站點地址沖突，以及為站點地址0xFF的Modbus從站自動分配新站點地址。進一步的優選，所述步驟3)中，Modbus主站分配地址和確認地址的方法為：Modbus主站接收到Modbus從站的自我信息廣播中的站點地址為0xFF，Modbus主站為該Modbus從站分配新地址；如果自我信息廣播中的站點地址是預分配地址，則查詢是否與已知地址沖突；如果未沖突，則分配預分配地址給Modbus從站，如果沖突，則發送通告上線失敗報文通知該從站上線失敗，該Modbus從站通過閃爍紅燈發出信息等待用戶處理。如果是待分配地址的Modbus從站，Modbus主站為其分配新的站點地址取代0xFF的站點地址，如果是預分配地址的Modbus從站，Modbus主站查詢預分配地址是否與網絡上已有的站點地址沖突，如果沒有沖突，則確認預分配地址，成為該Modbus從站的站點地址。如果發生地址沖突，Modbus主站通過廣播報文通知由上位機設定預分配地址的Modbus從站上線失敗，并驅動Modbus從站提示用戶處理。Modbus主站進行下一次的周期性廣播報文，進行查詢是否有等待上線的Modbus從站。進一步的優選，所述步驟4)中，Modbus從站發起的自我信息廣播中包含本站類型、本站輸入點數和輸出點數，所述本站類型包括數字輸入類型、數字輸出類型、模擬輸入類型和模擬輸出類型。自我信息廣播中包含了本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Modbus?RTU總線地址自動分配方法，其特征在于，包括以下步驟：1）Modbus主站上電自啟動，讀取本地配置信息，自身地址設為固定的站點地址0x00，周期性的發送廣播報文查詢是否有Modbus從站接入；2）等待上線的Modbus從站在前一個Modbus從站的地址分配成功之后接入網絡，收到Modbus主站發送的廣播報文后，發送自我信息廣播；3）Modbus主站接收到Modbus從站的自我信息廣播，為等待上線的待分配地址的Modbus從站分配地址或為預分配地址的Modbus從站確認地址，并廣播通信開始報文；4）等待上線的Modbus從站接收廣播通信開始報文，發送回應報文，等待上線狀態更改為已上線狀態；5）Modbus主站與已上線的Modbus從站建立通信。

【技術特征摘要】
1.一種ModbusRTU總線地址自動分配方法，其特征在于，包括以下步驟：1）Modbus主站上電自啟動，讀取本地配置信息，自身地址設為固定的站點地址0x00，周期性的發送廣播報文查詢是否有Modbus從站接入；2）等待上線的Modbus從站在前一個Modbus從站的地址分配成功之后接入網絡，收到Modbus主站發送的廣播報文后，發送自我信息廣播；3）Modbus主站接收到Modbus從站的自我信息廣播，為等待上線的待分配地址的Modbus從站分配地址或為預分配地址的Modbus從站確認地址，并廣播通信開始報文；4）等待上線的Modbus從站接收廣播通信開始報文，發送回應報文，等待上線狀態更改為已上線狀態；5）Modbus主站與已上線的Modbus從站建立通信。2.根據權利要求1所述的一種ModbusRTU總線地址自動分配方法，其特征在于，所述步驟1）中，所述廣播報文的目的地址為0xFF，廣播報文的信息包括RS-485總線更新周期和RS-485總線上存在的Modbus從站的站點地址和屬性。3.根據權利要求2所述的一種ModbusRTU總線地址自動分配方法，其特征在于，所述步驟2）中等待上線的Modbus從站包括：a.由用戶在上位機設定預分...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張鵬，
申請(專利權)人：成都工鼎科技有限公司，
類型：發明
國別省市：四川,51