Modbus_TCP协议的通信处理器模块设计.pdf

《Modbus_TCP协议的通信处理器模块设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３５卷第１期光学仪器Ｖｏｌ．３５，Ｎｏ．１２０１３年２月ＯＰＴＩＣＡＬＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳＦｅｂｒｕａｒｙ，２０１３文章编号：１００５－５６３０（２０１３）０１－００７０－０５＊Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ协议的通信处理器模块设计李慧燕１，费鹏２，沈昱明１（１．上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海２０００９３；２．上海自动化仪表股份有限公司，上海２００２３３）摘要：为了实现通信处理器模块通信的功能，在实时操作系统ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ和ＡＲＭ７内核的软硬件平台上，通过移植ＬｗＩＰ到ＡＲＭ开发平台提出了一种支持多线程实时应用的嵌入式ＴＣＰ／ＩＰ协议栈的方案。在通讯

2、应用层上，将Ｍｏｄｂｕｓ帧嵌入到ＴＣＰ帧中，分析研究Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ协议通信结构模型，最终简单可靠地实现了嵌入式Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ通信协议。结果表明，结合Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ通信协议，可通过创建多个线程函数，稳定有效地实现Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ客户端／服务器端之间数据的传送。关键词：实时操作系统；ＬｗＩＰ；Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ；客户端／服务器中图分类号：ＴＰ２７３文献标识码：Ａｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００５－５６３０．２０１３．０１．０１４ＡｄｅｓｉｇｎｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓｏｒｍｏｄｕｌｅｂａｓｅｄｏｎＭｏｄｂｕｓ

3、／ＴＣＰｐｒｏｔｏｃｏｌ１，ＦＥＩＰｅｎｇ２，ＳＨＥＮＹｕｍｉｎｇ１ＬＩＨｕｉｙａｎ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＯｐｔｉｃａｌ－ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＣｏｍｐｕｔｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｈａｎｇｈａｉｆｏｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９３，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｈａｎｇｈａｉＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎｓｏｆｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｐｒｏｃｅｓｓｏｒｍｏｄ

4、ｕｌｅ，ａｎｅｍｂｅｄｄｅｄＴＣＰ／ＩＰｐｒｏｔｏｃｏｌｓｔａｃｋｗａｓｐｒｏｐｏｓｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｕＣ／ＯＳ－ＩＩｒｅａｌ－ｔｉｍｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍａｎｄｔｈｅｈａｒｄｗａｒｅｐｌａｔｆｏｒｍｏｆＡＲＭ７ｋｅｒｎｅｌ，ｗｈｉｃｈｃａｎｓｕｐｐｏｒｔｍｕｌｔｉ－ｔｈｒｅａｄｅｄｒｅａｌｔｉｍｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｂｙｔｒａｎｓｐｌａｎｔｉｎｇｔｈｅＬｗＩＰｔｏＡＲＭｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｏｎｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｌａｙｅｒ，ｔｈｅＭｏｄｂｕｓｆｒａｍｅｓｗａｓｅｍｂｅｄｄｅｄｔｏｔｈｅ

5、ＴＣＰｆｒａｍｅｓ，ａｎｄｔｈｅＭｏｄｂｕｓ／ＴＣＰｐｒｏｔｏｃｏｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｄｅｌｗａｓａｎａｌｙｚｅｄ，ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｕｌｔｉｍａｔｅｌｙａｃｈｉｅｖｅｔｈｅｅｍｂｅｄｄｅｄＭｏｄｂｕｓ／ＴＣＰｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｔｏｃｏｌｓｉｍｐｌｙａｎｄｒｅｌｉａｂｌｙ．ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅＭｏｄｂｕｓ／ＴＣＰｄａｔａｔｒａｎｓｆｅｒｂｅｔｗｅｅｎｃｌｉｅｎｔａｎｄｓｅｒｖｅｒｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｓｔａｂｌｙａｎｄｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｗｉｔｈＭｏｄｂｕｓ／

6、ＴＣＰｐｒｏｔｏｃｏｌａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇｓｅｖｅｒａｌｔｈｒｅａｄｆｕｎｃｔｉｏｎｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｅａｌ－ｔｉｍｅｏｐｅｒａｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ；ＬｗＩＰ；Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ；ｃｌｉｅｎｔ／ｓｅｒｖｅｒ引言所谓工业以太网，是根据国际标准ＩＥＥＥ８０２．３，设计应用于工业控制系统现场的需要，它的特点主要有系统安全性高和数据实时性强等。近年来，工业以太网控制技术和网络协议设计技术快速发展，协议设＊收稿日期：２０１２－０６－１４作者简介：李慧燕（１９８８－），女，甘肃民乐人，硕士研究生，主要从事通信协议方面的研究。第１期李慧燕，等：Ｍｏｄｂｕ

7、ｓ／ＴＣＰ协议的通信处理器模块设计·７１·计也有了突破性的进展，工业以太网技术得以迅速发展。Ｍｏｄｂｕｓ－ＩＤＡ组织是由施耐德公司成立的，就是为了专门对Ｍｏｄｂｕｓ协议进行研究和开发的。在国内，ＭｏｄｂｕｓＴＣＰ／ＩＰ协议已经处于比较成熟的阶段，并对其广泛应用。为了让Ｍｏｄｂｕｓ广泛有效地使用，提出了一种支持多线程实时应用的方案，即基于ＡＴ９１Ｒ４０００８的微处理器，在实时操作系统ｕＣ／ＯＳ－ＩＩ和［１］ＡＲＭ７内核的软硬件平台上，通过移植ＴＣＰ／ＩＰ协议栈ＬｗＩＰ到ＡＲＭ开发平台并结合Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ协议实现通信处理器模块通信的功能。１Ｍｏｄｂｕｓ／Ｔ

8、ＣＰ协议模型［２－３］Ｍｏｄｂｕｓ／ＴＣＰ协议是在Ｔ