本發明專利技術公開了一種基于GPRS和Modbus協議的遠程水閥控制方法，該方法通過實現Modbus協議，利用Java socket相關技術，可以遠程控制水閥設備和收集水閥設備數據。Modbus協議給遠程控制提供了命令支持，Java socket為遠程控制提供了編程技術支持。在水閥設備及其控制設備和聯網設備能夠正常工作下，通過設計和實現服務器端程序，服務器端可以向遠程水閥設備發送控制和查詢命令，達到控制水閥設備和收集水閥設備數據的功能。該方法為遠程控制水閥設備提供了一種較好的解決辦法。供了一種較好的解決辦法。供了一種較好的解決辦法。
【技術實現步驟摘要】
一種基于GPRS和Modbus協議的遠程水閥控制方法
[0001]本專利技術涉及一種基于GPRS和Modbus協議的遠程水閥控制方法，屬于遠程控制領域。
技術介紹
[0002]物聯網不斷發展，人們希望設備或基礎設施越來越智能，更加便利生活。例如智能手環可以實現定位和健康檢測等功能，進一步連接網絡，將個人健康狀況進行周期性統計比較，為個人提供健康指導。將水閥設備連接到網絡，實現智能水閥，方便了物業管理同時也方便水閥用戶及時了解用水狀況，進行控制調節。
[0003]Modbus是一種串行通信協議，已經成為工業領域痛惜協議的業界標準，常用于工業電子設備之間的連接。Modbus通信協議的幀格式如表1.1所示。總線地址8位，表示連接到DTU設備的總線地址。功能碼給出該命令的含義與類型。校驗碼對本條Modbus命令進行校驗，DTU設備會丟棄校驗失敗的Modbus命令。
[0004]總線地址功能碼數據校驗碼8bit8bit數據個數*8bit16bit
[0005]表1.1 Modbus通信協議幀格式
[0006]通過Modbus協議，構建需要實現的命令，即可實現服務器與設備之間的控制命令和查詢命令的傳輸。
技術實現思路
[0007]專利技術目的：為了方便遠程水閥設備管理，實現遠程水閥設備控制和數據收集。
[0008]技術方案：為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案如下：
[0009]步驟1，分析要實現的基本函數功能，列舉將要實現的基本功能。根據實際場景，確定要實現的基本功能。
[0010]步驟2，系統整體設計。系統可以分為基礎硬件部分和服務器部分。在基礎硬件部分，通過利用水閥設備和GPRS DTU設備連接，從而使得水閥設備能夠連接到互聯網。在水閥設備上安裝控制設備，這樣當有外部命令傳送到GPRS DTU設備，該設備進一步將命令傳遞給控制設備，控制設備對水閥進行操控。在服務器部分，首先確定服務器和GPRS DTU設備的通信協議使用Modbus協議，這是數據交互的基礎。其次，利用Java Socket技術，創建服務器監聽來自GPRS DTU設備的連接。再者，設計服務器接口，提供在步驟1中設計的函數，為實際控制提供支持。
[0011]步驟3，部分詳細設計。
[0012]對于基礎硬件部分，系統實現從GPRS DTU設備到控制器設備再到水閥設備的基本連接。GPRS DTU接收到網絡上傳輸Modbus命令后，將該命令發給控制器設備，控制器設備對水閥進行操控。這是實現遠程操控的基礎
[0013]我們將服務器部分分為三個部分。首先，服務器開啟端口監聽，對每個收到的連接
創建一個網絡設備對象，由該對象處理連接。其次，設計實現該網絡設備對象類，該設備類能夠收集對方設備下所有水閥設備信息，提供API接口允許系統對水閥設備進行控制與查詢等操作。最后，網絡設備類能夠將收到的數據通知系統，將數據交給系統進行處理。通過編程逐一加以實現。
[0014]步驟4，調試整合與運行。在步驟3的基礎上，將各部分連結起來。開啟服務器，打開設備，設備能夠向服務器發送連接請求。請求建立后，服務區根據需要發送對應命令。設備收到對應命令后，執行響應操作并返回相應數據。
[0015]有益效果：為無線遠程連接控制提供了一個有效的解決方案。利用Java socket相關技術實現服務器與Modbus協議，實現了通過服務器連接遠程水閥設備和對水閥設備進行操控，查詢水閥設備數據的功能。
附圖說明
[0016]圖1是常見的GPRS DTU設備，用于和服務器建立連接。
[0017]圖2是服務器處理流程
[0018]圖3是網絡設備類的處理一條連接流程
[0019]圖4是系統的整體框架
[0020]圖5是基本類的設計
具體實施方式
[0021]下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本專利技術，應理解這些實例僅用于說明本專利技術而不用于限制本專利技術的范圍，在閱讀了本專利技術之后，本領域技術人員對本專利技術的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。
[0022]一種基于GPRS和Modbus協議的遠程水閥控制方法，如圖4所示，包括以下步驟：
[0023]步驟1，分析要實現的基本函數功能，列舉將要實現的基本功能。根據實際場景，確定要實現的基本功能。
[0024]通過分析，我們確定所需要的功能包括以下幾點：(1)設置水閥的打開程度；(2)設置水閥設備的開關；(3)查詢水閥設備的軟件與硬件版本號；(4)查詢水閥的運行次數；(5)查詢水閥設備的ID；(6)查詢水閥的狀態字1和狀態字2(設備定義)；(7)查詢水閥的故障字1和故障字2(設備定義)；(8)查詢水閥的當前打開程度；(9)查詢水閥設備的本機時間；(10)查詢水閥的事件信息；(11)查詢水閥的故障信息。其中，狀態字和故障字都是位數據，每個字包含兩個字節，共有16位。水閥設備的事件信息記錄了最近20次事件，每次事件用4個字存儲，記錄了事件碼、事件年和月、事件日和時、事件的分和秒。
[0025]在確定了這些最基本且必須的功能后，程序確定了與水閥交互的基本命令。通過Modbus協議，實現這些命令的Modbus指令，通過調用這些指令就可以對水閥進行遠程操控。
[0026]步驟2，系統整體設計，圖例4給出了系統的框架。系統的目標是在服務器根據外部控制要求，發出對應的Modbus指令到GPRS DTU設備，GPRS DTU設備將該指令發送到對應的水閥設備，水閥設備完成相應操作。
[0027]根據系統的目標，系統可以分為基礎硬件部分和服務器部分。在基礎硬件部分，通過利用水閥設備和GPRS DTU設備連接，從而使得水閥設備能夠連接到網絡。在水閥設備上
安裝控制設備，這樣當有外部命令傳送到GPRS DTU設備，該設備進一步將命令傳遞給控制設備，控制設備對水閥進行操控。在服務器部分，首先確定服務器和GPRS DTU設備的通信協議使用Modbus協議，這是數據交互的基礎。其次，利用Java Socket技術，創建服務器監聽來自GPRS DTU設備的連接。再者，設計服務器接口，提供在步驟1中設計的函數，為實際控制提供支持。
[0028]步驟3，部分詳細設計。
[0029]對于基礎硬件部分，系統實現從GPRS DTU設備到控制器設備再到水閥設備的基本連接。GPRS DTU接收到網絡上傳輸Modbus命令后，將該命令發給控制器設備，控制器設備對水閥進行操控。
[0030]我們將服務器部分分為三個部分。首先，如圖例2所示，服務器創建一個ServerSocKet開啟端口監聽，對每個收到的連接創建一個網絡設備類DeviceImpl對象，由該對象處理連接。DeviceImpl對象是對一個GPRS DTU設備的抽象，其通過總線連接了多個水閥設備。其次，設計實現該網絡設備對象DeviceImpl類，該設備類會以遍歷的方式查詢所有總線設備并將其記錄下來。每條總線設備都能夠連接一個水閥本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于GPRS和Modbus協議的遠程水閥控制方法，其特征在于包括以下步驟：步驟1，分析要實現的基本函數功能，列舉將要實現的基本功能。根據實際場景，確定要實現的基本功能。通過分析，我們確定所需要的功能包括以下幾點：(1)設置水閥的打開程度；(2)設置水閥設備的開關；(3)查詢水閥設備的軟件與硬件版本號；(4)查詢水閥的運行次數；(5)查詢水閥設備的ID；(6)查詢水閥的狀態字1和狀態字2(設備定義)；(7)查詢水閥的故障字1和故障字2(設備定義)；(8)查詢水閥的當前打開程度；(9)查詢水閥設備的本機時間；(10)查詢水閥的事件信息；(11)查詢水閥的故障信息。其中，狀態字和故障字都是位數據，每個字包含兩個字節，共有16位。水閥設備的事件信息記錄了最近20次事件，每次事件用4個字存儲，記錄了事件碼、事件年和月、事件日和時、事件的分和秒。在確定了這些最基本且必須的功能后，程序確定了與水閥交互的基本命令。通過Modbus協議，實現這些命令的Modbus指令，通過調用這些指令就可以對水閥進行遠程操控。步驟2，系統整體設計，圖例4給出了系統的框架。系統的目標是在服務器根據外部控制要求，發出對應的Modbus指令到GPRS DTU設備，GPRS DTU設備將該指令發送到對應的水閥設備，水閥設備完成相應操作。根據系統的目標，系統可以分為基礎硬件部分和服務器部分。在基礎硬件部分，通過利用水閥設備和GPRS DTU設備連接，從而使得水閥設備能夠連接到網絡。在水閥設備上安裝控制設備，這樣當有外部命令傳送到GPRS DTU設備，該設備進一步將命令傳遞給控制設備，控制設備對水閥進行操控。在服務器部分，首先確定服務器和GPRS DTU設備的通信協議使用Modbus協議，這是數據交互的基礎。其次，利用Java Socket技術，創建服務器監聽來自GPRS DTU設備的連接。再者，設計服務器接口，提供在步驟1中設計的函數，為實際控制提供支持。步驟3，部分詳細設計。對于基礎硬件部分，系統實現從GPRS DTU設備到控制器設備再到水閥設備的基本連接。GPRS DTU接收到網絡上傳輸Modbus命令后，將該命令發給控制器設備，控制器設備對水閥進行操控。我們將服務器部分分為三個部分。首...
【專利技術屬性】
技術研發人員：葉海波，田瑞，盛莉，
申請(專利權)人：南京航空航天大學，
類型：發明
國別省市：
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