基于MODBUS-TCP的嵌入式網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、由于Modbus應(yīng)用協(xié)議的開放性使之成為工業(yè)控制領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的協(xié)議之一?；贛odbus應(yīng)用協(xié)議族的工業(yè)以太網(wǎng)解決方案也逐漸被應(yīng)用于各種現(xiàn)場級測控領(lǐng)域。其中基于MODBUS/TCP的網(wǎng)關(guān)是其網(wǎng)絡(luò)連接的重要組成部分，其性能的好壞直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的性能。 本文首先介紹了Modbus應(yīng)用協(xié)議中的數(shù)據(jù)模型和功能碼的分類以及其在串行鏈路上的幀格式、TCP/IP上實(shí)現(xiàn)報(bào)文傳輸服務(wù)的過程和嵌入式系統(tǒng)的基本概念和特點(diǎn)。然后分析了在控制網(wǎng)絡(luò)

2、中主要的存取控制方法的特點(diǎn)、常用控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)以及現(xiàn)存MODBUS/TCP網(wǎng)關(guān)的運(yùn)行機(jī)制的基本流程。并運(yùn)用排隊(duì)論、馬爾科夫過程及嵌入馬爾科夫鏈分析了現(xiàn)存網(wǎng)關(guān)模型的各種運(yùn)行參數(shù)，得到其特點(diǎn)以及在TCP連接過多的時(shí)候所存在實(shí)時(shí)性下降的問題。 針對上面的分析提出了將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫嵌入到網(wǎng)關(guān)中，將整個(gè)網(wǎng)關(guān)分成兩大部分并通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫將兩者連接成一個(gè)整體，一部分與控制子網(wǎng)相連，按照實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容輪詢控制子網(wǎng)中各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)更新數(shù)

3、據(jù)庫，保持?jǐn)?shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性；另一部分與以太網(wǎng)互連，等待TCP連接請求、建立連接、接受并解析MODBUS/TCP包和MODBUS幀、查詢實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、打包返回?cái)?shù)據(jù)。兩部分獨(dú)立運(yùn)行，能夠解決現(xiàn)存網(wǎng)關(guān)中由于控制子網(wǎng)中串行鏈路的獨(dú)占性與以太網(wǎng)中多TCP連接，在TCP連接數(shù)量過多的情況下，容易引起MODBUS請求擁塞，從而導(dǎo)致響應(yīng)時(shí)間增加的問題。利用排隊(duì)論和概率論分別對控制子網(wǎng)部分和TCP連接訪問部分進(jìn)行了各種條件下的性能分析，得到當(dāng)系統(tǒng)在TCP連接數(shù)