基于MODBUS协议的工业智能通讯模块的设计

《基于MODBUS协议的工业智能通讯模块的设计》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、2006年仪表技术与传感器2006第6期InstrumentTechniqueandSensorNo.6基于MODBUS协议的工业智能通讯模块的设计汪献忠,刘巍,吕运朋(郑州大学物理工程学院,河南郑州450052)摘要:文中介绍了一种利用MSP430F149和RS-485总线为硬件基础,以标准的MODBUS通讯协议来设计的工业通用数据采集通讯模块。针对工业仪表标准的模拟信号和RS-232数字信号的输出,模块把从现场仪表采集的测量数据进行软件处理并以MODBUS通讯协议组网远传。其内部采用了有效的隔离措施,模块参数通过拨码开关

2、、按键和指示灯来进行设置。实验证明:整个模块具有系统独立、低功耗、抗干扰能力强、通讯稳定可靠等特点。关键词:RS-485总线;MODBUS通讯协议;光电隔离中图分类号:TP393文献标识码:A文章编号:1002-1841(2006)06-0047-03DesignofSmartModuleforIndustrialCommunicationBasedonMODBUSProtocolWANGXian-zhong,LIUWei,LYun-peng(Dept.ofPhysicsEng.,ZhengzhouUniv.,Zhengzh

3、ou450052,China)Abstract:AwayusingMSP430F149single-chipandRS-485busasthebaseofitshardwareandthestandardMODBUScommuni-cationprotocoltodesigntheuniversedata-acquisitionandcommunicationmodulewasintroduced.Accordingtotheoutputofstandardana-logsignalsandRS-232digitalsign

4、alsoftheindustrialmeters,themodulecanmanagethedataacquiringfromthespotmetersbysoft-wareprogrammingandthentransmitthemremotelybasedonMODBUSprotocol.Akindofeffectiveisolationmeasurehasbeentakeninthemodule,andthemodulesparameterscanbesetupbydialswitch,key-pressesandi

5、ndicatorlights.Theapplicationresultshowsthatthewholemodulehassometraits,suchassystematicindependency,ultralow-powerconsumption,stronganti-jammingandsteadycommu-nication.Keywords:RS-485Bus;MODBUScommunicationprotocol;photoelectricisolation0引言部分。在硬件设计上尽可能地选用低功耗的器件,在软

6、件编程工业现场测量多采用独立的仪表,具有各参数监测的非实上实现元器件的低功耗编程控制。时控制以及人工采集数据重复劳动量大等缺点,且对采集系统2通讯模块硬件框图与设计原理的组网使用自定的协议,通用性和可移植性比较差。为此设计通讯模块的硬件设计要求既能有数字通道对RS-232电了基于MODBUS协议和RS-485总线的工业智能通讯模块,它平信号进行处理,又存在模拟通道对模拟信号进行处理和远可以对不同仪表的输出信号进行统一方式的数据采集并按照传。其控制器核心采用的是Flash型超低功耗16位单片机统一的通讯协议对数据进行远传。具有

7、功耗小、结构简单、使MSP430F149。该单片机具有集成度高(片内集成12位A/D、硬用方便且抗干扰能力强等特点。件乘法器、模拟比较口以及双串行接口等模块)、功能丰富、超[1]1模块总体设计和功能低功耗(在LPM4时可达0.1μA)等技术特点的单片机,它有自动化系统基本上是采用4～20mA(或0～10V)模拟信号多种功耗状态可以编程控制,并可利用双串口、低功耗等功能或者带有标准的RS-232接口的仪表进行检测和控制的。总以及C语言编程来实现对整个通讯模块功能的设置。模块通体的设计原则是要求通讯模块以其通用性、多功能和低功耗

8、等讯模块硬件原理框图如图1所示。特点,可以作为仪表本身传输数据以及组网的一种功能,直接2.1模拟信号通道组装到仪表内部,由仪表供电。也可以单独作为一种功能模在模拟信号传输通道中,模数转换的处理采用了AD7715,块,与控制系统的检测仪表或模拟数据采集系统配合使用,由AD7715具有16位无