CN107276870B - 仪表下位机的数据传输方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仪表下位机的数据传输方法和装置，该方法包括：对各下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；根据所述上位机的通讯协议要求，对各所述数据的顺序进行调整，生成通讯数据；将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。本发明通过从仪表下位机存储空间内提取具有独立物理意义的数据，而后根据现场协议要求重新进行编号、选择和调整，再进行传输，解决了仪表下位机的传输数据内容与现场待传输数据要求不符的问题，达到了仪表下位机的协议内容与现场协议要求有效兼容的效果。

Description

仪表下位机的数据传输方法和装置

技术领域

本发明实施例涉及工业仪表通讯技术，尤其涉及一种仪表下位机的数据传输方法和装置。

背景技术

目前，工业领域由于自动化程度的提高，大部分的仪表都会自带数据远传功能，典型是需要从仪表所连接的下位机，将数据传输给上位机。

工业现场中，通常将不同仪表的下位机所需要传输的数据单独或并联上传到上位机。下位机和上位机的传输协议可选用Modbus协议。虽然Modbus协议的数据格式公开，但是具体仪表下位机需通讯的数据内容，又因不同的公司的仪表和现场要求而各有不同。

在实际的工业现场中，同一应用环境的仪表并非只出于一家公司，不同公司的仪表的参数设置通常是各不相同的。一般来说，同一公司的仪表在出厂时，相应的参数已经设定好，用户不能进行更改。现场要求会限定仪表传输所测量的全部数据中的特定几组数据，并且按照特定的顺序排列，同时对仪表传输数据的数据格式和寄存器位置等参数有具体要求，这些由上位机对数据的传输要求所限制。

为了保证通讯的正常进行，需要解决仪表下位机的参数内容与现场待传输数据及其参数的要求不符的问题。目前，现有技术主要通过以下三种方式保证通讯的正常进行：上位机不断修改程序，以便适应不同仪表下位机的通讯协议；仪表厂家根据不同用户的协议要求，不断更新程序，以适应不同上位机的通讯协议；增加协议转换器。

以上三种方式存在以下弊端：增加上位机的操作内容，也不利于同一片区统一的管理；仪表厂家需要根据订单不断更新程序，不利于程序的统一和可读性，管理困难，耗费人力，造成事倍功半的情况；增加成本。

发明内容

本发明提供一种仪表下位机的数据传输方法和装置，以更有效地解决仪表下位机的协议内容与现场协议要求不符的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种仪表下位机的数据传输方法，包括：

对各下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；

根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；

根据所述现上位机的通讯协议要求，对各所述数据的顺序进行调整，生成通讯数据；

将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；

将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。

其中，所述数据的类型至少包括：温度、压力、转速、频率和流量。

其中，将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，该方法还包括：

根据所述上位机的通讯协议要求，对所述下位机的通讯数据的数据格式进行调整。

其中，将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，还包括：

根据所述上位机的通讯协议要求，在所述下位机的寄存器中确定上位机待读空间。

其中，上述方法中，还包括：

通过下位机的菜单显示至少两个上位机的通讯协议要求，供用户选择。

第二方面，本发明实施例还提供了一种仪表下位机的数据传输装置，包括：

编号模块，用于对下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；

选择模块，用于根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；

顺序调整模块，用于根据所述上位机的通讯协议要求，对所述数据的顺序进行调整，生成通讯数据；

存储模块，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；

传输模块，用于将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。

其中，格式调整模块，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，根据所述上位机的通讯协议要求，对所述下位机的通讯数据的数据格式进行调整。

其中，空间地址确定模块，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，根据所述上位机的通讯协议要求，在所述下位机的寄存器中确定上位机待读空间。

其中，上述装置中，还包括：

协议选择模块，用于通过下位机的菜单显示至少两个上位机的通讯协议要求，供用户选择。

本发明实施例通过从仪表下位机存储空间内提取具有独立物理意义的数据，而后根据现场协议要求重新进行编号、选择和调整，再进行传输，解决了仪表下位机的传输数据内容与现场待传输数据要求不符的问题，达到了仪表下位机的协议内容与现场协议要求有效兼容的效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种仪表下位机的数据传输方法的流程图。

图2是本发明实施例二中的一种仪表下位机的数据传输方法的流程图。

图3是本发明实施例三中的一种仪表下位机的数据传输方法的流程图。

图4是本发明实施例四中的一种仪表下位机的数据传输装置的结构示意图。

图5是本发明实施例五中的一种仪表下位机的数据传输方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种仪表下位机的数据传输方法的流程图，本实施例可适用于工业仪表通讯技术领域，该方法可以由仪表下位机的数据传输装置来执行，该装置可以采用硬件和/或软件的方式实现，并通常可集成于任意仪表下位机中，该方法包括：

步骤110、对各下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；

其中，具有独立物理意义的数据按照仪表下位机的数据存储协议存储在仪表下位机的存储空间，能够被识别并单独提取。通过对具有独立物理意义的数据进行编号，便于对数据进行进一步操作。编号能区别各数据即可，可以顺序编号，也可以按照其他规则进行编号。在上述各技术方案的基础上，所述数据的类型至少包括：温度、压力、转速、频率和流量。

步骤120、根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；

其中，上位机的通讯协议要求中通常会指明需要仪表下位机进行传输的数据内容，通常并不需要仪表下位机将存储空间内的所有数据进行上传，而是要求的一组或几组。仪表下位机对各所述数据进行选择，实现仪表下位机的协议内容与现场协议要求的兼容。

步骤130、根据所述现上位机的通讯协议要求，对各所述数据的顺序进行调整，生成通讯数据；

其中，上位机的通讯协议要求中通常会规定仪表下位机需要按照一个设定顺序对数据进行传输。仪表下位机对各数据的顺序进行调整，生成通讯数据，实现仪表下位机的协议内容与现场协议要求的数据顺序的兼容。

步骤140、将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；

其中，将经过编号、选择和调整后生成的通讯数据存储至上位机待读空间，便于下一步将通讯数据传输给上位机。上位机待读空间是下位机中的一部分专用于供上位机进行数据读取的存储空间。当下位机将通讯数据存储至上位机待读空间后，通常上位机会按照既定规则自动从上位机待读空间中顺序读取通讯数据。

步骤150、将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。

其中，仪表下位机的上位机待读空间存储的通讯数据已实现与现场协议要求的兼容，可进行通讯，传输至上位机。

本发明实施例通过从仪表下位机存储空间内提取具有独立物理意义的数据，而后根据现场协议要求重新进行编号、选择和调整，再进行传输，解决了仪表下位机的传输数据内容与现场待传输数据要求不符的问题，达到了仪表下位机的协议内容与现场协议要求有效兼容的效果。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种仪表下位机的数据传输方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，优选是进一步将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，还包括根据所述上位机的通讯协议要求，对所述下位机的通讯数据的数据格式进行调整。该方法具体包括：

步骤210、对各下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；

步骤220、根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；

步骤230、根据所述上位机的通讯协议要求，对各所述数据的顺序进行调整，生成通讯数据；

步骤240、根据所述上位机的通讯协议要求，对所述下位机的通讯数据的数据格式进行调整；

数据格式是数据保存在文件或记录中的编排格式，可以为浮点型、整型、字符型和枚举型。格式也可以为数值、字符或二进制数等形式。由数据类型及数增长度来描述。其确定应满足一定条件：保证记录所需要的全部信息；提高存贮效率，保证存贮空间的充分利用；格式标准化，保证有关数据处理系统间数据的交换。根据数据记录长度的特点，一般分为定长格式和变长格式。前者文件中记录具有相同的长度，后者长度由记录值长短确定。数据格式决定了如何将代表这些数据的位存储到控制器的内存中。

步骤250、将所述经过数据格式调整的通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；

步骤260、将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。

本实施例的技术方案，进一步根据所述上位机的通讯协议要求，对所述下位机的通讯数据的数据格式进行调整，解决了仪表下位机的传输数据的内容和数据格式与现场待传输数据要求不符的问题，达到了仪表下位机的协议内容与现场协议要求有效兼容的效果。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种仪表下位机的数据传输方法的流程图，本实施例在上述实施例的基础上，优选是进一步在将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，还包括根据所述上位机的通讯协议要求，在所述下位机的寄存器中确定上位机待读空间。

该方法具体包括：

步骤310、对各下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；

步骤320、根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；

步骤330、根据所述现上位机的通讯协议要求，对各所述数据的顺序进行调整，生成通讯数据；

步骤340、根据所述上位机的通讯协议要求，在所述下位机的寄存器中确定上位机待读空间；

其中，上位机的通讯协议要求中通常会规定仪表下位机通讯数据的寄存器起始位置。仪表下位机将上位机待读空间的起始位置设置为上位机的通讯协议要求的寄存器起始位置，实现仪表下位机的协议内容与现场协议要求的兼容。

步骤350、将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；

步骤360、将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。

本实施例的技术方案，根据所述上位机的通讯协议要求，在所述下位机的寄存器中确定上位机待读空间，解决了仪表下位机的传输数据的内容、数据格式和寄存器起始位置与现场待传输数据要求不符的问题，达到了仪表下位机的协议内容与现场协议要求有效兼容的效果。

在上述各个实施例的基础上，优选是通过下位机的菜单显示至少两个上位机的通讯协议要求，供用户选择。上位机的通讯协议要求可以是在仪表下位机中预先输入设定的，也可以从上位机中采集获知的，优选是在下位机菜单中提供选择项目，供用户设定。通讯协议要求可以是一组要求的组合，也可以供用户分别选择或自定义输入顺序、待读空间和数据格式等项目。

实施例四

图4所示为本发明实施例四提供的一种仪表下位机的数据传输装置的结构示意图，本实施例可适用于工业仪表通讯技术领域，该仪表下位机的数据传输装置包括：

编号模块410、选择模块420、顺序调整模块430、存储模块440和传输模块450。

其中，编号模块410，用于对下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；选择模块420，用于根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；顺序调整模块430，用于根据所述上位机的通讯协议要求，对所述数据的顺序进行调整，生成通讯数据；存储模块440，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；传输模块450，用于将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。

本实施例的技术方案，通过从仪表下位机存储空间内提取具有独立物理意义的数据，而后根据现场协议要求重新进行编号、选择和调整，再进行传输，解决了仪表下位机的传输数据内容与现场待传输数据要求不符的问题，达到了仪表下位机的协议内容与现场协议要求有效兼容的效果。

在上述实施例的基础上，优选是进一步增加了格式调整模块。格式调整模块，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，根据所述上位机的通讯协议要求，对所述下位机的通讯数据的数据格式进行调整。

该装置中，还可以增加空间地址确定模块。空间地址确定模块，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，包括：根据所述上位机的通讯协议要求，在所述下位机的寄存器中确定上位机待读空间。

上述仪表下位机的数据传输装置可执行本发明任意实施例所提供的仪表下位机的数据传输方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例五

图5为本发明实施例七提供的一种仪表下位机的数据传输方法的流程图。本实施例可以以上述实施例为基础，提供了一种优选实例。该方法包括：

步骤S510、了解客户协议要求；

其中，客户协议要求通常是指应用现场的协议要求，具体可包括通讯数据的类型、顺序、格式和/或寄存器起始位置。

步骤S520、进入仪表下位机的通讯参数设置菜单；

其中，优选是菜单可设置为触摸式或者按键式，配有液晶屏，方便用户操作。

步骤S530、选择所需通讯数据；

其中，按照客户的协议要求选择一组或几组数据，如温度、转速和/或压力。

步骤S540、新建一个通讯数据；

其中，将选择出的一组或几组数据建立为一个整体的通讯数据。

步骤S550、选择数据的顺序号；

其中，客户协议要求对各所述数据的顺序有设定，如先传输温度，再传输压力，最后传输转速。所以温度的顺序号为1，所以压力的顺序号为2，所以转速的顺序号为3。

其中，优选是按具体仪表的菜单结构进行灵活配置，数据个数也可由设计者约定，可以根据液晶类型和大小，采用不同的选择和编号方式。如可以简单地按照1～n的方式对通讯数据编号。若有重复编号值则报错，使用按键对通讯数据进行上下顺序调换实现顺序的重整。

其中，在单片机的程序中，Modbus对应的数据可按照菜单中所选数据的顺序进行自主排列(数据格式相同，以浮点格式为例)，由于用户在读取寄存器的时候一般都是从0001开始，所以只需要按照新生成的数据通讯即可。优选是对于通讯数据的数据格式和通讯数据的寄存器起始地址，也可以在菜单中进行选择。由于浮点数据的直读效果更加方便，而寄存器普遍从0001开始读取，所以仪表下位机的通讯数据的数据格式和寄存器起始位置一般默认为这两种选择。

步骤S560、按选定的通讯数据编号的顺序重置通讯数据；

其中，按照选择的数据顺序号重新生成通讯数据。实际通讯数据由通讯数据编号顺序决定。当通讯数据编号设置好后，通讯数据按照通讯数据编号设置的顺序进行重新赋值，这样通讯数据的排列顺序就能和现场要求相吻合。

步骤S570、退出通讯数据操作菜单；

其中，按照客户协议要求重置通讯数据后，退出通讯数据操作菜单，进行下一步数据传输。

步骤S580、Modbus程序调用通讯数据；

其中，选择数据传输的通讯协议，可以为Modbus通讯协议。

步骤S590、进行通讯数据的传输。

其中，按照选定的通讯协议传输重置后的通讯数据。Modbus的通讯程序如何实现就不再赘述。

如下为对通讯数据的重置进行的简单编程，实际的编程按不同仪表和不同处理器的性能进行处理。

typedef struct

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种仪表下位机的数据传输方法，其特征在于，包括：

对各下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；

根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；

根据所述上位机的通讯协议要求，对选出的需要传输的各数据的顺序进行调整，生成通讯数据；

将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；

将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据的类型至少包括：温度、压力、转速、频率和流量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，还包括：

根据所述上位机的通讯协议要求，对所述下位机的通讯数据的数据格式进行调整。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，还包括：

根据所述上位机的通讯协议要求，在所述下位机的寄存器中确定上位机待读空间。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，还包括：

通过下位机的菜单显示至少两个上位机的通讯协议要求，供用户选择。

6.一种仪表下位机的数据传输装置，其特征在于，包括：

编号模块，用于对下位机存储空间内的具有独立物理意义的数据进行编号；

选择模块，用于根据上位机的通讯协议要求，对各所述数据的内容进行选择，选出需要传输的数据；

顺序调整模块，用于根据所述上位机的通讯协议要求，对选出的需要传输的数据的顺序进行调整，生成通讯数据；

存储模块，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间；

传输模块，用于将所述上位机待读空间内的通讯数据传输给上位机。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

格式调整模块，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，根据所述上位机的通讯协议要求，对所述下位机的通讯数据的数据格式进行调整。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：

空间地址确定模块，用于将所述通讯数据存储至下位机内的上位机待读空间之前，根据所述上位机的通讯协议要求，在所述下位机的寄存器中确定上位机待读空间。

9.根据权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，还包括：

协议选择模块，用于通过下位机的菜单显示至少两个上位机的通讯协议要求，供用户选择。

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