本溪钢铁(集团)信息自动化有限责任公司张雪锋获国家专利权
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龙图腾网获悉本溪钢铁(集团)信息自动化有限责任公司申请的专利一种基于NET的ModbusTCP协议设备通讯方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121217798B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-17发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511746050.9,技术领域涉及:H04L67/145;该发明授权一种基于NET的ModbusTCP协议设备通讯方法是由张雪锋;王方;薛明;尚伟设计研发完成,并于2025-11-26向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于NET的ModbusTCP协议设备通讯方法在说明书摘要公布了:本发明涉及通讯技术领域,尤其涉及一种基于NET的ModbusTCP协议设备通讯方法,建立ModbusTCP设备类对象;建立通讯对象用于封装底层Socket通信,并完成与ModbusTCP协议标准相符的报文拼接、发送、接收、验证与解析;读取并解析配置文件,开启后台线程执行通信读写数据任务,配置文件用于持久化存储ModbusTCP设备类对象所代表的物理设备、通信组及变量的配置信息。本发明优点是:通过内建的连接状态持续监控与自动重连机制,能够快速感知链路异常并在条件满足时自动恢复连接,无需人工干预,解决连接“僵死”的问题;通过可配置的容错次数与超时控制,系统能够耐受短暂的通信质量下降,避免因单次通信超时或错误而导致的整个通信流程崩溃,提升系统在恶劣工业环境下的韧性。
本发明授权一种基于NET的ModbusTCP协议设备通讯方法在权利要求书中公布了:1.一种基于NET的ModbusTCP协议设备通讯方法,其特征在于,包括: S1:建立ModbusTCP设备类对象,用于在软件层面以面向对象的方式,对工业现场中支持ModbusTCP协议的物理设备及数据点进行抽象表征,为数据采集与设备管理建立统一的数据建模框架; 所述的ModbusTCP设备类对象采用层次化结构,包括:变量父类、ModbusTCP变量对象、通信组对象父类、ModbusTCP通信组对象、设备对象父类以及ModbusTCP设备对象; 变量父类作为ModbusTCP变量对象的基类,为ModbusTCP变量对象提供基础变量属性; ModbusTCP变量对象:继承自变量父类; 通信组对象父类作为ModbusTCP通信组对象的基类,为ModbusTCP通信组对象提供通信组管理属性; 设备对象父类作为ModbusTCP设备对象的基类,为ModbusTCP设备对象提供设备级的通用属性; ModbusTCP通信组对象:继承自通信组对象父类; 其中,ModbusTCP设备类对象通过聚合ModbusTCP通信组对象来管理通信,而ModbusTCP通信组对象又通过聚合ModbusTCP变量对象来组织需要批量读写的数据点,从而构成一个层次化的设备抽象模型; 所述的设备抽象模型是通过设备-通信组-变量三级对象结构,以面向对象的方式描述物理设备的通信特征与数据组织方式; 所述的数据组织方式是将分散的设备数据点按照地址连续性、功能相关性的规则进行分组管理,形成层次化的数据访问结构,用于优化通信效率和数据管理逻辑; 所述的基础变量属性包括变量名称、变量类型、变量地址、变量数值、变量描述、线性比例系数、偏移量、高报警设定值、低报警设定值、报警缓存值中的至少一个; 所述的ModbusTCP通信组对象包括通信组名称、通信组是否激活、出错次数、容错次数、通信结果、采集时间中的至少一个属性; S2:建立通讯对象,用于封装底层Socket通信,并完成与ModbusTCP协议标准相符的报文拼接、发送、接收、验证与解析,为上层设备类对象提供统一的数据读写接口; S3:读取并解析配置文件,开启后台线程执行通信读写数据任务,配置文件用于持久化存储ModbusTCP设备类对象所代表的物理设备、通信组及变量的配置信息,使通讯系统行为无需修改代码,通过更改配置文件进行调整; 后台线程任务流程包括以下机制: 设备初始化:作为数据采集任务的起点,根据配置文件构建内存中的ModbusTCP设备类对象实例并设置初始参数; 通信组遍历:在设备连接成功后循环执行的核心业务流程,负责按配置批量读取使能通信组中的数据; 连接状态判断与重连机制:用于持续检查物理设备的连接状态,并在发生网络通信异常时执行断开与重连操作; 设备初始化、通信组遍历、连接状态判断与重连机制共同构成一个在后台线程中持续运行的、具备自我恢复能力的自动化数据采集任务流; 核心业务流程包括通信组使能状态判断、批量数据读取、变量值更新与报警状态检测中的至少一个环节; 后台线程执行循环读写任务的具体步骤包括: 通过读取序列化的通信配置文件,通过JSON反序列化操作生成设备对象; 引入ModbusTCP通讯对象,执行设备初始化、大小端属性赋值、实例化多线程取消源操作; 开启后台线程执行循环读写任务,包括: S31:判断设备连接状态,如果为True则执行S32,否则执行S33; S32:遍历所有使能的通信组,执行读取操作并更新变量值,如果通信未超时则保持连接状态为True,否则置为False并执行S33; S33:如果非首次连接则断开连接,执行S34; S34:执行连接方法:如果连接成功,则将连接状态置为True并返回S31;如果失败,则将连接状态置为False,并重新执行S33。
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