● 摘要
现场总线技术是当今自动化技术领域发展的热点之一，被誉为自动化领域的局域网。Modbus总线凭借极高的性价比，在自动化领域获得了广泛的应用，支持Modbus协议的设备越来越多。由于各个厂商对Modbus协议规范的理解可能存在偏差，协议的实现手段不一致，造成部分设备互联时存在不能协同工作的问题，成为制约Modbus进一步发展的瓶颈。本文结合工程实践经验，实现针对基于串行链路和TCP/IP的Modbus协议的测试系统。包括针对串行链路设备进行协议测试的主站、针对Modbus/TCP进行协议测试的客户机和TCP/IP转串行链路的嵌入式网关三部分。首先，在对Modbus协议进行深入研究的基础上，根据串行链路和TCP/IP上的特点，设计相应的数据结构和算法，实现了Modbus协议栈。这是本文的创新点。然后，利用Modbus协议栈，分别在串行链路和TCP/IP上，完成了Modbus协议测试软件的设计与实现，并对Modbus设备进行了实验测试和结果分析，证明了Modbus协议测试软件满足测试要求，达到了预期目标。最后，在S3C44B0X处理器为核心的硬件平台上，移植了ucos-ii嵌入式操作系统和嵌入式TCP/IP协议，在此基础上完成了Modbus协议在TCP/IP和串行链路上进行协议转换的数据网关，并进行了模拟实验，实验结果验证网关的有效性。