基于windows ce操作系統(tǒng)的modbus tcp協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)

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1、萬方數(shù)據(jù)第32卷第2期2009年12月上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所學(xué)報(bào)JOURNALOFSSSRIVoL32No．2Dec．2009文章編號：1000—4696(2009)02—0019—06基于WindowsCE操作系統(tǒng)的ModbusTCP協(xié)議棧實(shí)現(xiàn)馮寧，楊柳濤(上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所研究開發(fā)中心，上海200135)摘要：為了提高機(jī)艙自動化產(chǎn)品數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)性和開放性，文中設(shè)計(jì)和開發(fā)了一套基于WindowsCE5．0操作系統(tǒng)的ModbusTCP協(xié)議棧，使用此協(xié)議棧能夠有效縮短新產(chǎn)品的軟件開發(fā)周期，方便快捷地構(gòu)

2、建出一個包含ModbusTCP客戶機(jī)／服務(wù)器的嵌入式應(yīng)用，使新研發(fā)的嵌入式設(shè)備具有與可編程控制器、智能儀表和組態(tài)軟件進(jìn)行以太網(wǎng)通信能力。關(guān)鍵詞：ModbusTCP；ModbusTCP／IP；WindowsCE；工業(yè)以太網(wǎng)中圖分類號：TN915．04文獻(xiàn)標(biāo)志碼：AImplementationofaModbus／TCPProtocolStackunderWindowsCEFENGNing，YANGLiu-tao(ResearchandDevelopmentCenter，ShanghaiShipandShipp

3、ingResearchInstitute，Shanghai200135，China)Abstract：Forstandardizingandopeningdatacommunicationofmarineautomaticproducts，aModbusTCPStackisdesignedandimplementedunderWindowsCE5．0operationsystem．Byusingthisstackthesoftwaredevelopmentcycleofnewproductscanbegr

4、eatlyshortenedbecausetheembeddedapplicationswithaModbusTCPClient／Serverforthenewproductscanbede-velopedeasilyandquickly．ThenewproductssuchdevelopedcancommunicatewithPU盈。intelligentinstrument,cordigura-tionsoftwareofthesystemthroughTCP／IPneywork．Keywords：M

5、odbusTCP；ModbusTCP／IP；WindowsCE；industrialethemet0引言Modbus協(xié)議是1979年Modicon公司為工業(yè)自動化系統(tǒng)和可編程控制器開發(fā)的一套協(xié)議，用于在工業(yè)監(jiān)控設(shè)備之問傳輸離散／模擬I／O信息和寄存器數(shù)據(jù)。Modbus消息結(jié)構(gòu)定義了～種與數(shù)據(jù)傳輸媒介無關(guān)的組織和理解數(shù)據(jù)的規(guī)則，Modbus設(shè)備之間采用主一從方式通信，同一總線在同～時刻，只有1個主設(shè)備(master／client)可以發(fā)起請求事務(wù)，其它1個或多個從設(shè)備(slaves／servers)在響應(yīng)的

6、過程中向主設(shè)備提供請求數(shù)據(jù)或執(zhí)行相應(yīng)的動作。最初的Modbus協(xié)議是在串行鏈路上實(shí)現(xiàn)的，到目前為止，幾乎所有的可編程控制器、智能儀表和組態(tài)軟件都支持這種協(xié)議，但是串行鏈路上的Modbus具有傳輸距離短、傳輸速率低等天生的缺陷。隨著以太網(wǎng)交換技術(shù)的發(fā)展，以太網(wǎng)報(bào)文傳輸延時的不確定性問題得以解決；加之百兆千兆網(wǎng)絡(luò)在工業(yè)控制領(lǐng)域的普及，通過對網(wǎng)段的合理規(guī)劃，以太網(wǎng)報(bào)文傳輸延遲時間完全可以控制在10ms之內(nèi)。如果在應(yīng)收稿日期：2009—10-09作者簡介：馮寧(1980-)，男，天津市人，助理研究員，碩士，主要從

7、事船舶機(jī)艙自動化產(chǎn)品的開發(fā)研究。萬方數(shù)據(jù)20上海船舶運(yùn)輸科學(xué)研究所學(xué)報(bào)2009年第2期用層使用像ModbusRTU這樣小巧的協(xié)議，每1幀報(bào)文的最大長度為256個字節(jié)，比標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)幀所能容納的最大數(shù)據(jù)長度1518字節(jié)小很多，可能引起網(wǎng)絡(luò)沖突和碰撞的機(jī)率更小，完全可以滿足工業(yè)控制對于數(shù)據(jù)的實(shí)時性的要求。1996年施耐德公司推出了基于以太網(wǎng)TCP／IP的Modbus協(xié)議——ModbusTCP，它是運(yùn)行在以太網(wǎng)物理媒介上的Modbus報(bào)文傳輸協(xié)議，Ethernet502端口被分配給ModbusTCP協(xié)議，它為數(shù)據(jù)

8、的交換提供了一個開放的可存取的網(wǎng)絡(luò)平臺，只要是支持TCP／IP套接字的設(shè)備都可以使用這種協(xié)議，來自不同廠商的設(shè)備可以被整合到一個工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行集中監(jiān)控，ModbusTCP協(xié)議在2004年被納入國家標(biāo)準(zhǔn)(最新版本GB／T19582．3-2008)。20世紀(jì)90年代中期，船舶自動化領(lǐng)域開始引入現(xiàn)場總線技術(shù)，RS485／422，CAN，LonWorks，Profibus等現(xiàn)場總線被廣泛應(yīng)用在船舶自動化產(chǎn)品中；最近幾年，一些知名船