基于ModbusTCP协议监控网络的研究与设计

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1、硕士学位论文基于Modbus/TCP协议的监控网络研究与设计姓名：里力申请学位级别：硕士专业：控制理论与控制工程指导教师：傅勇20080604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耍的价值和意义。论文主要对空气质量监测系统进行了分析研究和设计实现。研究的工作内容和结果如下：首先，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，着重对Modbus/TCP协议进行了研究。捉出以Modbus/TCP协议为基础来构建监测网络系统的设计思想。其次，对空气质

2、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，它具冇功能强大、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。采用Modbus/TCP协议进行通讯构建小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。依据多了站、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。最后，借助先进的计算机技术、网络通讯技术，研究

3、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。实现的监测网络系统在可靠性、实吋性、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。关键词：空气质量监测；工业以太网；Modbus/TCP；监控网络AbstractWiththerapiddevelopmentofsocialeconomyandcities,thequalityofcityatmosphereisbecomingmoreandmoreserious.Itisofgreatvaluetoestablishanairmonit

4、oringsystemwhichishigh-qualityandhigh-efficiencyinordertoheightenthequalityofairandimprovetheenvironmentofatmosphere.Thisthesisdoesananalysisanddesignworkontheairqualitymonitoringsystemmainly.Thecontentsandfruitsofthisresearchareasbellow:First,theconceptofindustrialEthernetwasintroduced,thenitshisto

5、ry,currentstatusanddevelopmentinthefuturewereanalyzed,especiallytheprotocolofModbus/TCP.ThedesignideaofestablishanetworkcommunicationsystembasedontheModbus/TCPwaspresented.Second,throughtheanalysisoffunctionrequirementsofairqualitymonitoringnetwork,thethesisputforwardtheideaofdesignmastersystemmakeu

6、seofKingviewwhichismighty-function,steady-performance,expedite-operation.Intheslavesystem,nativedatabasestoragemodule,Modbus/TCPdataprocessingmoduleandexceptionhandlesmoduleweredesignedinuseofmodularizationidea.ThecommunicationprotocolbetweenmastersystemandslavesystemisModbus/TCP.Inordertomakethecom

7、municationdatareliable,thedoublecommunicationchannels:ADSL/GPRSwereused.Third,throughdeepanalysisofModbus/TCPprotocol,basedonWinSockmoduleandmulti-threadtechnology,theClient/Servercommunicationmodeisp