基于Modbus/TCP协议的监控网络研究与设计

摘要

随着社会经济的持续增长和城市化进程的快速发展，城市空气质量已成为整个社会非常关注的问题。建立高效率、高质量的空气监测系统，对于提高空气质量、改善城市空气环境有着重要的价值和意义。本文对基于Modbus/TCP协议的监控网络进行了研究。主要内容如下： ⑴介绍了工业以太网的概念，分析了工业以太网的历史、现状、未来的发展趋势，对Modbus/TCP协议进行了研究。提出以Modbus/TCP协议为基础来构建监测网络系统的设计思想。 ⑵对空气质量监测网络的功能需求进行了详细的分析。中心站采用组态王6.5进行系统设计，它具有功能强大、性能稳定、便于操作等特点。对于子站，采用模块化设计思想，分别设计了本地数据库存储模块、远程数据传输模块、故障处理模块。 ⑶采用Modbus/TCP协议进行通讯构建中心站与子站之间的通讯，为了保证通讯数据的可靠性，设计了ADSL/GPRS互为冗余的双通讯模块。通过对Modbus/TCP协议的深入分析，在采用套接字和多线程编程的基础上，设计出基于Modbus/TCP协议的客户端/服务器端通讯模式。依据多子站、单中心站的特点定义了通讯的数据格式，保证了数据传输的可靠性。 ⑷借助先进的计算机技术、网络通讯技术，研究设计了集智能化、网络化、系统化于一体的空气质量监测网络系统，系统采用多层次的设计体系，并使用了模块化的开发方法。 ⑸实现的监测网络系统在可靠性、实时性、安全性等方面均达到了设计要求，在环保系统子站的调试、运行中，系统的各项功能均可满足应用需求。