智能设备的制作方法

本发明涉及一种基于modbus协议的智能设备。

背景技术：

modbus协议是目前在工业控制领域应用最为广泛的一种标准工业通信协议。modbus协议可以使各种智能设备与云端服务器等监控设备之间互联而形成工业物联网，进而实现相互通信，从而使整个工业网络能够进行各种数据采集和监控操作，具有操作方便、通用性强并且易于维护等优点。

具体对于智能设备来说，modbus协议在智能设备中定义了四类寄存器：只读线圈、读写线圈、只读寄存器以及读写寄存器，其中每类寄存器数量都是上万个。采集到的设备数据被存储在这些寄存器中。

为了使智能设备能够接入工业物联网与云端服务器进行通信，设备制造商需要制作相应的设备技术说明书来告知云端开发人员，各个寄存器中的设备数据是如何存储的，设备数据的格式是什么样的，然后云端开发员再根据此为云端服务器专门编写一套设备解析程序，使得云端服务器通过此解析程序来对寄存器中的设备数据进行读取和识别。

由上可知，在智能设备在入网前，都需要在云端服务器进行解析配置，也就导致设备入网执行周期长；并且，当智能设备的种类越来越多时，配置工作将更加繁琐，耗费大量资源。

技术实现要素：

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种智能设备，不需要任何解析配置，就能够让云端服务器自动对设备数据进行读取和识别。

本发明提供了一种智能设备，基于modbus协议进行通信，其特征在于，具有：多个第一寄存器，存储有与智能设备所支持采集的复数个数据项相一一对应的复数个数据项定义；多个第二寄存器，存储有与智能设备所需要执行的复数个采集任务相一一对应的复数个任务定义，每个任务定义包括任务识别号、任务内容信息和任务时间信息，任务内容信息包含采集任务所涉及的数据项的信息；多个第三寄存器，存储有与智能设备的复数个设备命令相一一对应的复数个命令定义，每个命令定义包括命令识别号和命令内容信息，该命令内容信息包含设备命令所涉及的数据项的信息；以及多个第四寄存器，用于存储智能设备所采集到的各个数据项对应的数据。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有这样的特征：在多个第一寄存器中，至少一个第一寄存器作为第一位置寄存器存储有表示复数个数据项定义被存放的位置的复数个数据项定义位置信息，复数个数据项定义位置信息与复数个数据项定义相一一对应，每个数据项定义包含：数据项的数据项识别号、数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码、单位编码以及数据位置信息，每个数据项定义位置信息为存储了数据项定义的第一寄存器的编号，该数据位置信息为存储有数据项所对应的数据的第四寄存器的类型和编号。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有这样的特征：每个数据项定义中的数据项识别号、数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码、单位编码以及数据位置信息被分别存储在编号连续的至少两个第一寄存器中，每个数据项定义位置信息为至少两个第一寄存器的起始编号。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有这样的特征：在多个第二寄存器中，至少一个第二寄存器作为第二位置寄存器存储有表示复数个任务定义被存放的位置的复数个任务定义位置信息，复数个任务定义位置信息与复数个任务定义相一一对应，每个任务位置信息为存储有任务定义的第二寄存器的编号，任务内容信息包含采集任务所涉及的所有数据项的总个数和每个数据项的数据项识别号，任务时间信息包含采集任务的执行起始时间和执行周期。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有这样的特征：每个任务定义中的任务识别号、总个数、数据项识别号、执行起始时间和执行周期被分别存储在编号连续的至少两个第二寄存器中，每个任务定义位置信息为至少两个第二寄存器的起始编号。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有这样的特征：在多个第三寄存器中，至少一个第三寄存器作为第三位置寄存器存储有表示复数个命令定义被存放的位置的复数个命令定义位置信息，复数个命令定义位置信息与复数个命令定义相一一对应，每个命令位置信息为存储有命令定义的第三寄存器的编号。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有这样的特征：命令内容信息包含设备命令所涉及的所有数据项的总个数和每个数据项的数据项识别号，每个命令定义中的命令识别号、总个数和数据项识别号被分别存储在编号连续的至少两个第三寄存器中，每个命令定义位置信息为至少两个第三寄存器的起始编号。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有这样的特征：第一寄存器和第三寄存器为只读寄存器，多个第二寄存器中，存储有任务时间信息的第二寄存器为读写寄存器，存储有任务识别号和任务内容信息的第二寄存器为只读寄存器，第四寄存器根据存储的设备数据不同，可以是只读线圈、读写线圈、只读寄存器以及读写寄存器这四类寄存器中的任意一种类型。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有：多个第五寄存器，存储有智能设备的属性信息，该属性信息包括：设备生产商、设备型号、第一寄存器的编号、第二寄存器的编号以及第三寄存器的编号。

在本发明提供的智能设备中，还可以具有这样的特征：属性信息还包括：数据项的总个数、采集任务的总个数以及设备命令的总个数。

发明的作用与效果

根据本发明所涉及的智能设备，因为多个第一寄存器存储有与复数个数据项定义，多个第二寄存器存储有复数个任务定义，并且每个任务定义包括任务识别号、任务内容信息和任务时间信息，任务内容信息包含采集任务所涉及的数据项的信息，多个第三寄存器存储有复数个命令定义，每个命令定义包括命令识别号和设备命令所涉及的数据项的信息，因此，描述智能设备的所有数据的定义和数据存放位置的信息都已被存储在寄存器中，这样，云端服务器等监控设备就能够通过读取这些信息自动对设备数据进行读取和识别，使智能设备能够快速入网，而无需进行复杂的解析配置，省时省力。

附图说明

图1是本发明的实施例中智能设备的结构框图；

图2是本发明的实施例中多个第一寄存器存储内容的示意图；

图3是本发明的实施例中多个第二寄存器存储内容的示意图；

图4是本发明的实施例中多个第三寄存器存储内容的示意图；以及图5是本发明的实施例中多个第五寄存器存储内容的示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明的智能设备作具体阐述。

<实施例>

图1是本发明的实施例中智能设备的结构框图。

如图1所示，智能设备10能够基于modbus协议进行通信，它具有多个第一寄存器11、多个第二寄存器12、多个第三寄存器13、多个第四寄存器14、多个第五寄存器15、通信部16以及设备主体17。

本实施例中，所有的第一寄存器11的类型都为只读寄存器。在这些第一寄存器11中，存储有与智能设备10所支持采集的所有数据项相一一对应的复数个数据项定义和复数个数据项定义位置信息。本实施例中，智能设备10所支持采集的数据项为十个，所以在这些第一寄存器11中一共存储有十个数据项定义和相应的十个数据项定义位置信息。

这里，每个数据项定义都包含：数据项的数据项识别号、数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码、单位编码以及数据位置信息，这里，数据位置信息为存储有数据项所对应的数据的第四寄存器14的类型和编号。每个数据项定义中的数据项识别号、数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码、单位编码以及数据位置信息这些信息可以被分别存储在编号连续的几个第一寄存器11中，也可以被存储在编号不连续的几个第一寄存器11中。

数据项定义位置信息用于表示相应的数据项定义被存放的位置，即、存储了数据项定义的第一寄存器11的编号。具体地，数据项定义位置信息可以为存储了数据项定义的所有第一寄存器11的编号，在数据项定义被存储在编号连续的数个第一寄存器11中的情况下，也可以为存储了数据项定义的起始第一寄存器11的编号。这些数据项定义位置信息被存储在至少一个第一寄存器11中。将存储有数据项定义位置信息的第一寄存器11作为第一位置寄存器，本实施例中，共有十个第一寄存器11被作为第一位置寄存器，分别用于存储十个位置信息。

图2是本发明的实施例中多个第一寄存器存储内容的示意图。

如图2所示，本实施例中，所有的数据项定义位置信息都被依次存储在编号连续的第一位置寄存器中，所有的数据项定义也都被依次存储在编号连续的第一寄存器11中。例如，编号为“da0000”的寄存器作为第一位置寄存器，存储有“数据项0”的定义的存放位置信息：“数据项0的定义从编号dd0000开始存放”，表示从编号为“dd0000”的寄存器开始存放“数据项0”的定义。

进一步，从编号为“dd0000”的寄存器开始到编号为“dd0006”的寄存器存储的内容依次为：“数据项0的识别号、数据项编码、行业编码、数据类型编码、实例编码、单位编码以及数据位置信息”，即、“数据项0”的全部定义。

其它九个数据项的位置信息和定义按照同样的存储方式被分别顺次存储在后续的几个第一位置寄存器和第一寄存器11中。

多个第二寄存器12中存储有与智能设备10所需要执行的所有采集任务相一一对应的复数个任务定义和复数个任务定义位置信息。本实施例中，一共有五个采集任务，相应的在这些第二寄存器12中一共存储有五个任务定义和五个任务定义位置信息。

这里，每个任务定义都包括任务识别号、任务内容信息和任务时间信息。在这些第二寄存器12中，存储有任务时间信息的第二寄存器12的类型为读写寄存器，存储有任务识别号和任务内容信息的第二寄存器12的类型为只读寄存器。

本实施例中，任务内容信息包含采集任务所涉及的数据项的总个数和每个数据项的数据项识别号，任务时间信息包含采集任务的执行起始时间和执行周期。

每个任务定义中的任务识别号、总个数、数据项识别号、执行起始时间和执行周期可以被分别存储在编号连续的几个第二寄存器12中，也可以被存储在编号不连续的几个第二寄存器12中。

任务位置信息用于表示相应的任务定义被存放的位置，即、存储了任务定义的第二寄存器12的编号。具体地，任务定义位置信息可以为存储了任务定义的所有第二寄存器12的编号，在任务定义被存储在编号连续的数个第二寄存器12中的情况下，也可以为存储了任务定义的起始第二寄存器12的编号。这些任务定义位置信息被存储在至少一个第二寄存器12中。将存储有任务定义位置信息的第二寄存器12作为第二位置寄存器，本实施例中，共有五个第二寄存器12被作为第二位置寄存器，分别用于存储五个任务定义位置信息。

图3是本发明的实施例中多个第二寄存器存储内容的示意图。

如图3所示，本实施例中，所有的任务定义位置信息都被依次存储在编号连续的第二位置寄存器中，所有的任务定义也都被依次存储在编号连续的第二寄存器12中。例如，编号为“ta0000”的寄存器作为第二位置寄存器，存储有“任务0”的定义的存放位置信息：“任务0的定义从编号td0000开始存放”，表示从编号为“td0000”的寄存器开始存放“任务0”的定义。

进一步，从编号为“td0000”的寄存器开始到编号为“td0004”的寄存器存储的内容依次为：“任务识别号、总个数、数据项识别号、执行起始时间和执行周期”，即、“任务0”的全部定义。

其它四个任务的位置信息和定义按照同样的存储方式被分别顺次存储在后续的几个第二位置寄存器和第二寄存器12中。

本实施例中，所有的第三寄存器13的类型都为只读寄存器。在这些第三寄存器13中存储有与智能设备10涉及的所有设备命令相一一对应的复数个命令定义和复数个命令定义位置信息。本实施例中，智能设备10所涉及的设备命令为三个，所以在这些第三寄存器13中一共存储有三个命令定义和相应的三个命令定义位置信息。

这里，每个命令定义都包括命令识别号和命令内容信息。本实施例中，命令内容信息包含设备命令所涉及的所有数据项的总个数和每个数据项的数据项识别号。

每个命令定义中的命令识别号、总个数和数据项识别号这些内容可以被分别存储在编号连续的几个第三寄存器13中，也可以被存储在编号不连续的几个第三寄存器13中。

命令位置信息用于表示相应的命令定义被存放的位置，即、存储了命令定义的第三寄存器13的编号。具体地，命令定义位置信息可以为存储了命令定义的所有第三寄存器13的编号，在命令定义被存储在编号连续的数个第三寄存器13中的情况下，也可以为存储了命令定义的起始第三寄存器13的编号。这些命令定义位置信息被存储在至少一个第三寄存器13中。将存储有命令定义位置信息的第三寄存器13作为第三位置寄存器，本实施例中，共有三个第三寄存器13被作为第三位置寄存器，分别用于存储三个命令定义位置信息。

图4是本发明的实施例中多个第三寄存器存储内容的示意图。

如图4所示，本实施例中，所有的命令定义位置信息都被依次存储在编号连续的第三位置寄存器中，所有的命令定义也都被依次存储在编号连续的第三寄存器13中。例如，编号为“ca0000”的寄存器作为第三位置寄存器，存储有“命令0”的定义的存放位置信息：“命令0的定义从编号cd0000开始存放”，表示从编号为“cd0000”的寄存器开始存放“命令0”的定义。

进一步，从编号为“cd0000”的寄存器开始到编号为“cd0002”的寄存器存储的内容依次为：“命令识别号、总个数和数据项识别号”，即、“命令0”的全部定义。

其它两个命令的位置信息和定义按照同样的存储方式被分别顺次存储在后续的几个第三位置寄存器和第三寄存器13中。

在这些第四寄存器14中存储有智能设备10所采集到的各个数据项的数据。本实施例中，第四寄存器根据存储的设备数据不同，可以是只读线圈、读写线圈、只读寄存器以及读写寄存器这四类寄存器中的任意一种类型。

本实施例中，所有的第五寄存器15的类型都为只读寄存器。在这些第五寄存器15中，存储有智能设备10的属性信息，该属性信息包括：设备生产商、设备型号、数据项的总个数、采集任务的总个数、设备命令的总个数、第一寄存器11的编号、第二寄存器12的编号以及第三寄存器13的编号。这里，第五寄存器15中存储的第一寄存器11的编号可以为所有第一位置寄存器的编号，在所有第一位置寄存器编号连续的情况下，也可以为起始第一位置寄存器的编号。第二寄存器12编号以及第三寄存器13编号的存储情况同理。

图5是本发明的实施例中多个第五寄存器存储内容的示意图。

如图5所示，本实施例中，上述属性信息被依次存储在编号连续的第五寄存器15中。在第五寄存器15中存储的第一寄存器11、第二寄存器12和第三寄存器13的编号分别为起始第一位置寄存器、起始第二位置寄存器和起始第三位置寄存器的编号。

通信部16与所有的第一寄存器11、第二寄存器12、第三寄存器13、第四寄存器14、第五寄存器15以及设备主体17相连接，用于与外部设备进行通信。

设备主体17中集成有所有的第一寄存器11、第二寄存器12、第三寄存器13、第四寄存器14、第五寄存器15以及通信部16。

本实施例中，由于智能设备10具有以上结构，因此，云端服务器等监控设备能够根据第五寄存器15中存储的属性信息，获取数据项定义、任务定义和命令定义分别在第一寄存器11、第二寄存器12和第三寄存器13中的存放位置，进一步根据存放位置来读取具体定义内容和数据，从而实现对智能设备10的数据进行读取和识别。

实施例的作用与效果

根据本发明所涉及的智能设备，因为多个第一寄存器存储有与复数个数据项定义，多个第二寄存器存储有复数个任务定义，并且每个任务定义包括任务识别号、任务内容信息和任务时间信息，任务内容信息包含采集任务所涉及的数据项的信息，多个第三寄存器存储有复数个命令定义，每个命令定义包括命令识别号和设备命令所涉及的数据项的信息，因此，描述智能设备的所有数据的定义和数据存放位置的信息都已被存储在寄存器中，这样，当智能设备入网后，云端服务器等监控设备就能够通过读取这些信息自动对设备数据进行读取和识别，使智能设备能够方便、快速地入网，而无需进行复杂的解析配置，省时省力。

上述实施例为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

在本发明中，第五寄存器中存储的属性信息还可以包括设备序列号、设备硬件版本信息、设备软件版本信息等信息。

另外，本发明的智能设备可以直接连云端服务器等监控设备，也可以通过网关来与监控设备连接。