论文——基于modbus通信协议的建筑能耗监控系统

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1、基于Modbus通信协议的建筑能耗监控系统黄俊超，王磊，孔德秀（上海工程技术大学，上海201620）摘要：Modbus是应用于电了控制器上的-•种通信协议。本文主要介绍了以上位机PC为核心的基于Modbus通信协议的建筑能耗监控系统的设计，详细阐述了基于ModbusRTU规约的电力参数采集显示系统的软硬件组成利实现。VC++6.0开发环境下编程实现了与下位机的通信，并利用AD0访问SQL数据库，实现了对采集來的数据进行存储、绘图等。关键词：RS-485,Modbus通信协议，数据采集，监控系统。Buildingenergycons

2、umptionmonitoringsystembasedonModbusHuangJun-Chao,WangLei,KongDe-Xiu（ShanghaiUniversityOfEngineeringScience,Shanghai201620）Abstract:Modbusprotocolisacommoncommunicationprotocolusedintheelectroniccontroller.BasedontheModbuscommunicationprotocol,wedesignedbuildingenergy

3、consumptionmonitoringsystemwhichusedaPCastheuppercontrollingmachine.ThesystemhardwarecomponentsaswellasthepowerparametersacquisitionanddisplaybasedonModbusRTUprotocolarepresented.UsingVC++6.0wedevelopedthedatacommunicationsoftwarebetweenthelowersensersandtheupperPC,an

4、dusedADOtoaccesstheSQLdatabasesoastostoreandanalyzetheacquisitiondata.Keywords:RS-485,Modbuscommunicationprotocol,dataacquisition,monitoringsystem.0引言随着计算机技术和网络技术的迅速发展，监控系统岀现了多种新的实现方式，与此同时，我国经济的迅速发展，能源需求不断增长与能源相对不足的孑盾口益严重，节能成为了全社会共同关注的话题。利用RS-485将建筑物内的智能电表数据釆集出来，以Modb

5、us协议与上位机PC进行通讯，使得建筑物内不同位置的智能电表组成一个网络，构成一个监控系统，操作人员利用上位机PC监控软件即可对整个建筑物内的用电情况进行采集，处理，实现控制目的。1Modbus协议1.1Modbus简介Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互Z间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备Z间可以通信。它已经成为一通用工业标准。不同厂商生产的控制设备可以通过该协议连接成一个工业网络，來完成集中监控。这个协议定义了一个用來认识所使用的消息结构的控制器，不需要了解消息是经过何种网络进行通

6、讯的。Modbus协议描述了-•控制器对其他设备的请求与回应过程，以及如何侦测错误并记录，Modbus协议制定了消息域格局和内容的公共格式。Modbus协议在网络上进行通讯时，决定了每个控制器必须了解它们的设备地址，通过识别按地址发送來的消息，决離是否应答，控制器使川Modbus协议发送反馈信息，这个消息转换成其他网络所使用的数据帧或者包结构。1.2Modbus传输方式控制器可以设置成两种传输模式（ASCII或RTU）,。当设备以ASCII模式进行通信时，消息中的侮一个8位的字节作为两个ASCII字符传输。当设备以RTU模式进行通

7、信时，消息中的每一个8位的字节分成两个4位的16进制的字符传输［2］。因此在相同的波特率下RTU模式有更高的传输密度，可以传播更多数据（相比ASCII）,应用也更广。用户可以选择想更的模式，包括串口通讯参数(波特率，比特率，校验方式)，同一个网络上的所有设备必须使用相同的传输模式和串口参数。1.3Modbus报文本建筑能耗监控系统使用的是RTU传输模式。在Modbus协议中，RTU模式与ASCII不同,没有起始符和结束符,具体格式如表1所示，要进行一次消息发送，至少要以3.5个字符时间(T1-T2-T3-T4)作为停顿间隔表示开始

8、，同样的，也至少要以3.5个字符时间作为停顿间隔表示消息结束。表1Modbus(RTU)数据帧格式开始间隔地址码功能码数据码CRC校验码结束间隔T1-T2-T3-T48位8位Nx8位16位T1-T2-T3-T4在Modbus(RTU)数据帧Z中，地