Modbus协议测试规范国家标准草案的制订及测试系统的开发

摘要

现场总线是当今自动化领域发展的热点之一，尤其是Modbus协议作为一种有效支持分布式和实时控制的技术，已经成为一种事实的工业标准，应用也因此越来越广泛。但同时又面临了新的问题，即串行链路的Modbus设备间的互操作性较差，已经成为制约Modbus发展的瓶颈。 本文在深入研究现场总线协议测试的基础上，结合工业实践经验，提出了基于串行链路的Modbus协议测试的方案，制订了基于串行链路的Modbus协议测试规范国家标准的草案，并开发了相应的测试系统，实现对串行链路的Modbus设备的测试。 首先，通过对现场总线技术的了解，在分析协议测试的理论基础上，提出了基于串行链路的Modbus协议测试的方案包括基本框架和测试流程，是本文的创新点。该测试主要是针对物理层、数据链路层及应用层三个层次进行的； 第二，以基于串行链路的：Modbus协议测试的方案为总体框架，研究并制定了基于串行链路的Modbus协议测试规范国家标准的草案； 第三，开发基于串行链路上的Modbus协议测试系统，该系统主要是对串行链路的Modbus设备进行一致性和互操作性测试，本文分别描述了系统的组成部分一硬件环境和测试软件的设计思路及实现方法。其中，硬件环境是构筑测试平台，搭建一个基于R$485传输技术的主．从型系统；测试软件是测试系统的核心组成部分，是基于Win32的应用程序。在研究了Windows应用程序、Windows串口通信技术的基础上，重点阐述了测试软件模块的设计思路及实现过程，给出了该软件各个模块的流程图、代码及运行结果。 最后，在测试系统中进行实验。经测试，该系统基本达到了预期的设计要求。图40幅，表11个，参考文献34篇。

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致谢

1综述

1.1现场总线概述

1.1.1现场总线技术

1.1.2现场总线通信模型

1.1.3几种有影响力的现场总线技术

1.1.4现场总线现状及其发展趋势

1.2几种现场总线的协议测试技术概况

1.3课题研究的目的和意义

1.4课题研究主要内容和安排

2 Modbus协议测试的理论基础及测试方案

2.1协议测试简介

2.2 OSI一致性测试

2.2.1一致性测试的理论框架

2.2.2一致性测试方法

2.2.3一致性测试的分类

2.2.4一致性测试流程

2.3互操作性测试

2.4 Modbus协议测试

2.4.1基本框架

2.4.2测试流程

3 Modbus协议测试规范国家标准草案的制订

3.1 Modbus通讯协议

3.1.1 Modbus协议简介

3.1.2 Modbus网络传输模式

3.1.3 Modbus消息帧

3.1.4 Modbus功能码

3.2 Modbus协议测试规范国家标准草案的制订

4 Modbus协议测试系统的设计

4.1测试系统总体设计要求及技术基础

4.1.1总体设计的基本要求

4.1.2测试系统的技术基础

4.2测试系统的总体设计

4.2.1测试系统结构

4.2.2测试系统硬件环境设计

4.2.3测试系统软件设计

5 Modbus协议测试系统的实现

5.1测试系统硬件环境实现

5.2测试系统软件实现

5.2.1软件综述

5.2.2需求分析

5.2.3软件模块的设计与实现

5.3测试系统的实验

6结论

参考文献

附录A

作者简历