用于在电子测量装置和控制计算机之间传输数据的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于在电子测量装置和控制计算机之间传输数据的方法，所述数据通过HTTP协议和TCP/IP传输协议进行传输。
【背景技术】
[0002]在电子测量装置中，根据本领域的相关技术，为测量装置配备相应的通信接口以便传送测量值和参数化测量装置是常见的。
[0003]在不断增长的电子设备到优越的控制过程的集成和伴随进行的网络的日益形成的进程中，许多这样的测量装置具有以太网或无线接口，所述接口被属于TCP/IP协议族的传输协议使用。
[0004]术语“测量装置”特别地涉及集成到更大电子或机械系统中作为嵌入式系统的电子装置，并且在电子或机械系统中，通常基于微处理器执行具体的测量任务。
[0005]在应用级，有一些特殊的通信协议，其具有实施的灵活性和简易性，因此特别适用于嵌入式系统。Modbus协议是一种已知的且资源友好的传输协议。在其操作变量ModbusTCP中，Modbus协议使用TCP/IP协议族作为传输导向的传输协议。Modbus协议是基于客户机/服务器体系结构的独立的通信协议。为了处理和显示传送的数据，在用户的控制计算机上必须安装专门用于测量装置的软件(应用软件)。
[0006]一些现代测量装置，特别是一些嵌入式系统，附加地支持HTTP协议，以便允许用户通过网络浏览器访问测量装置。在这种情况下，可以省略在控制计算机上安装测量装置的专用软件。在测量装置中，实现包括用于通过HTTP协议进行数据传输的处理逻辑的网络服务器。
[0007]如果测量装置除了 Modbus协议以外还支持HTTP协议，则必须将测量装置中产生的数据值转换成与各自的传输协议相对应的数个不同的消息单元。测量装置还必须能够解码接收到的消息，根据每个消息使用的传输协议，其解码过程是不同的。
[0008]关于现有方法的缺点，需要注意的是，对于使用的每个面向应用的传输协议，必须在测量装置中执行单独的处理，所述处理逻辑被配置给测量装置的数据模型，用于根据协议进行数值查询或者进行参数化并生成各个消息单元和消息序列。这导致冗余，其消耗内存和计算资源，特别地，考虑到嵌入式系统具有有限的内存和计算能力，其在嵌入式系统中的实现是不受欢迎的。此外，多个实现构成额外的错误来源。
【发明内容】
[0009]因此，本发明的目的是提出一种在电子测量装置和控制计算机之间传输数据的方法，与现有技术中已知的传输方法相比，其在测量装置上需要较少的内存和计算资源。
[0010]这个目的通过使用隧道在HTTP协议中的Modbus协议传输数据而实现。
[0011 ]本申请的主要原理是基于:将HTTP协议用作外部协议，以及将Modbus协议集成到，即隧道到HTTP协议中作为有效负载。通过使用隧道Modbus协议，不再需要在测量装置中执行将测量装置的数据模型的数据映射到相应的HTTP消息中或者从接收到的HTTP消息生成相应的数据的处理逻辑。仅仅通过测量装置中实施的Modbus协议或者通过执行Modbus协议的Modbus驱动形成到数据模型的接口。
[0012]使用本协议结构，与多个面向应用的协议的并行实施相比，在测量装置上需要较少的内存和计算资源，因为，特别地，不必对每个HTTP执行数值查询或者参数化的处理步骤。
[0013]在另一个优选实施例中，在测量装置上通过网络服务器执行HTTP协议，网络服务器安装在测量装置上并且具有最小范围的功能。
[0014]通过安装在测量装置上的网络服务器在测量装置上处理HTTP协议。为此，对于网络服务器来说，只包含现有技术中普通的网络服务器的功能范围的资源友好的子集就足够了。
[0015]在优选的实施例中，在测量装置上通过完整的Modbus协议实现处理隧道的Modbus协议。
[0016]在测量装置上只需要实施资源友好的Modbus协议，作为到测量装置内部的数据模型的唯一接口。通过HTTP进行数值查询或参数化的处理逻辑是不必要的，因为数据以Modbus消息的形式以隧道方式传输。
[0017]在另一个实施例中，被传输的数据是受条件限制的，并且在网络浏览器中通过网络应用处理数据，网络浏览器安装在控制计算机上。
[0018]网络浏览器中执行的网络应用形成在控制计算机上处理和显示被传输的数据的基础。网络应用通过隧道Modbus协议与测量装置进行通信。
[0019]此外，网络应用存储在测量装置上的非易失性存储器中，并且按照需求被加载到控制计算机。
[0020]如果用户想要访问测量装置，他们可以通过在控制计算机的网络浏览器中输入测量装置的IP地址，将存储在测量装置上的网络应用下载到他们的网络浏览器中。
[0021]可选地，优选地在测量装置上的非易失性存储器中存储包含网站链接的加载页面，按照需求将网络应用从网页加载到控制计算机。
[0022]因此，保存闪存(FLASH)资源是可行的，因为网络应用是从互联网地址下载的，而不是被存储在测量装置上的。为此，每个测量装置固件具有独特的标识符，根据该标识符，从控制计算机下载相匹配的网络应用。在测量装置上，仅存储需要少量存储空间的网站，由此通过该网站，从互联网地址加载实际的网络应用到控制计算机。当使用附加的网络资源时，还可以想到通过动态加载扩展测量装置功能。可以在不必更新测量装置固件的情况下更新网络应用。
[0023]在另一个实施例中，将为Modbus协议保留的502端口用于HTTP协议。
[0024]通过还使用502端口进行HTTP传输，可以节省与网络驱动(这里指端口)相关的附加的存储空间，其中502端口通常是为Modbus应用保留的。在这个过程中，最小配置的网络服务器被完整地集成到Modbus驱动中。
【附图说明】
[0025]本发明的其他特征和优点将在下面的描述和附图中变得明显，所述附图借助于示例示出本发明的优选实施例。在附图中:
[0026]图1示出根据现有技术的数据传输；
[0027]图2示出根据本发明的数据传输;以及
[0028]图3示出包括网络连接的根据本发明的数据传输。
【具体实施方式】
[0029]附图中示出说明根据现有技术中已知的方法和基于本发明的方法在测量装置2和控制计算机4之间进行数据传输的功能性组件的框图。
[0030]图1示出测量装置2和控制计算机4之间的通信的原理框图。为了读出测量装置2中可用的数据6并配置测量装置参数8，控制计算机4与测量装置2通过HTTP协议12和TCP/IP连接14借助网络浏览器10进行通信。在这个过程中，网络浏览器10不断地请求新的网站，安装在测量装置2上的网络服务器16基于从控制计算机4接收并存储在测量装置2上的数据持续地重新计算新网站并其发送到控制计算机4。
[0031 ] 可选地，可以提供与HTTP和TCP/IP连接12，14独立的Modbus通信20，并且为了其功能，Modbus驱动22必须安装在测量装置2上，所述Modbus驱动22反过来需要额外的存储空间。在控制计算机4上，Modbus应用软件24是必要的，如果网络连接可用，可以从安装介质或者从网站上加载Modbus应用软件24。
[0032]Modbus驱动22和网络服务器16都必须熟悉并且能够处理测量装置2的数据模型6，8。
[0033]在图2中，示出根据本发明的在测量装置2和控制计算机4之间进行的数据传输的原理框图。
[0034]网络应用30形成本方法的核心，所述网络应用30在安装在所述控制计算机4上的网络浏览器10上执行。
[0035]通过HTTP和TCP/IP连接12，14进行通信，Modbus协议20作为隧道被集成到HTTP协议12中。
[0036]在测量装置2的一侧上实现具备最小范围功能的网络服务器16。到测量装置2的数据模型6，8的接口仅由Modbus驱动22形成，通过HTTP 12接收的Modbus消息20直接被处理。
[0037]一旦已经通过HTTP和TCP/IP连接12，14借助网络浏览器10从测量装置2的网络服务器16加载网络应用30，测量的数据6和参数8可以作为有效负载通过隧道在HTTP协议12中的Modbus协议20进行传输。
[0038]被集成作为Modbus消息20的测量的数据6和参数8在网络浏览器10中是可视的并且受条件限制的。
[0039]通过隧道Modbus协议20，实现测量装置2中所需要的存储空间和计算负载的显著降低。
[0040]在图3中，通过控制计算机4的互联网连接32，扩展根据图2的发明的数据传输。在这个群集(constellat1n)中，网络应用30的代码不被存储在测量装置2的存储器中，而是通过互联网连接32从互联网服务器34加载到控制计算机4上。只有加载页面存储在测量装置2上，加载页面通过传输将实际的网络应用从互联网服务器34加载到控制计算机4。
【主权项】
1.一种用于在电子测量装置(2)和控制计算机(4)之间传输数据的方法，所述数据通过HTTP协议(12)和TCP/IP传输协议(14)进行传输，其特征在于，所述数据通过隧道在所述HTTP协议(12)中的Modbus协议(20)进行传输，Modbus消息(20)被直接集成到所述HTTP协议中作为有效负载，而不执行将数据映射到HTTP消息中的处理逻辑。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述HTTP协议(12)由网络服务器(16)在所述测量装置(2)上执行，所述网络服务器(16)安装在所述测量装置(2)上并且具有最小范围的功能。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述测量装置(2)上通过完整的Modbus协议实现(22)处理隧道Modbus协议(20)。4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，被传输的所述数据是受条件限制的，并且在网络浏览器(10)中通过网络应用(30)处理所述数据，所述网络浏览器安装在所述控制计算机(4)上。5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述网络应用(30)存储在所述测量装置(2)上的非易失性存储器中，并且按照需求被加载到所述控制计算机(4)。6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，包含网站链接的加载页面存储在所述测量装置(2)上的非易失性存储器中，按照需求将所述网络应用(30)从所述网站加载到所述控制计算机(4)。7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其特征在于，将为所述Modbus协议(20)保留的502端口用于所述HTTP协议(12)。
【专利摘要】本发明涉及一种在电子测量装置(2)和控制计算机(4)之间传输数据的方法，数据通过隧道在与TCP/IP传输协议(14)相连的HTTP协议(12)中的Modbus协议(20)进行传输。本发明的主要思想是基于：将HTTP协议(12)用作外部协议，以及将Modbus协议(20)集成到，即隧道到HTTP协议中作为有效负载HTTP协议中。
【IPC分类】G08C19/00, H04L29/08
【公开号】CN105632154
【申请号】CN201510809603
【发明人】马库斯·克雷默, 丹尼尔·施密特
【申请人】本德尔有限两合公司
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月20日
【公告号】DE102014223717A1, US20160149989