一种支持MODBUS/TCP协议的双路以太网数据采集设备的制作方法

本技术属于数据传输，具体涉及一种支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备。

背景技术：

1、随着光伏电站管理越来越智能化，光伏电站系统中的设备类型也越来越多样化，如气象站，网络摄像机等。由此对于数据采集设备的功能及性能要求也相应的提高，对于数据的采集，也不单单限制于常规的rs232/rs485/rs422硬件接口形态，依托10m/100m有线以太网运行modbus/tcp协议的高端设备也逐渐成为光伏电站应用的主流。

2、modbus协议一般采用rs232或rs485通信接口，不足之处就是其传输距离短、速度慢，导致应用受局限，而modbus/tcp使modbus协议运行于10m/100m以太网，modbus/tcp使用tcp/ip和以太网在站点间传送modbus报文，modbus/tcp结合了以太网物理网络和网络标准tcp/ip以及以modbus作为应用协议标准的数据表示方法。modbus tcp通信报文被封装于以太网tcp/ip数据包中，它的优势就是传输距离远、传输速度快、应用范围广泛。

3、目前已有支持modbus/tcp协议的数据采集设备的现状：现有的支持modbus/tcp协议的数据采集设备一般使用集成wifi及有线以太网emac的soc构建，通过1路有线以太网进行数据采集功能，利用wifi接入无线网络，建立数据传输通道，并和云平台进行数据的发送和接收。

4、现有的支持tcp modbus协议的数据采集设备有以下不足之处：

5、1)上行通信方式单一，以太网接口作为数据采集功能接口后，仅能通过wifi等无线方式接入公共网络；

6、2)以太网接口作为数据采集功能接口后，无法作为标准有线以太网和云平台交互；

7、3)环境适应性较差，在无线信号弱的情况下，没有稳定可靠的与云平台有线物理连接方式；

8、4)下行采集接口单一，扩展性差，只能通过唯一的一路以太网进行数据采集。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本申请提供一种支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备，其包括主控制模块、wifi无线通信和第一通道以太网模块、电源模块、人机交互模块、第二以太网模块，所述wifi无线通信和第一通道以太网模块与所述主控制模块连接；所述电源模块和所述主控制模块连接，用以提供电力；所述人机交互模块和所述主控制模块连接，用以通过人机交互模块发送指令；所述第二以太网模块和所述主控制模块连接。

2、进一步地，所述主控制模块包括a11模组，所述a11模组采用rt5350芯片作为主控，rt5350芯片内部集成了wifi基带处理器、射频、射频功率放大器、mips cpu内核、五端口百兆以太网switch；所述wifi无线通信和第一通道以太网与所述a11模组连接，以此建立wifi连接功能和数据采集通道，所述第一通道以太网用于数据采集，然后利用wifi接入无线网络，建立数据传输通道，并和云平台进行数据的发送和接受。

3、进一步地，所述第二以太网模块包括eport-e10，所述eport-e10是一款支持uart接口的小型超级网口，集成了mac等以太网硬件协议，其内部还集成了tcp/ip协议栈、内存管理、10/100m以太网收发器、高速串口。

4、进一步地，所述a11模组上设有一路串口(uart)，其和所述eport-e10连接，以此实现本设备的所述第二通道以太网功能。

5、进一步地，还包括系统板载硬件看门狗，其和所述a11模组连接，并且所述系统板载硬件看门狗采用n76e003单片机作为所述a11模组系统状态监测单元，其具备异常重启功能。

6、进一步地，所述人机交互模块包括板载用户按键、led灯，所述板载用户按键、所述led灯与所述a11模组连接，通过所述板载用户按键向所述a11模组发送指令，所述led灯状态的变化反馈人机之间的信息交互。

7、进一步地，所述电源模块包括dcdc电路和ldo，分别产生系统电源3.3v和给a11模组供电的1.8v。

8、本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的该设备的创新之处在于集成了第二以太网模块，该第二以太网模块主要用于modbus/tcp协议的数据采集，实现了双路有线以太网与wifi共存的通信方式，该双路有线以太网提供了两路10/100m自适应的有线以太网接口，在无线网络信号弱，或者无线信号不稳定的场景下，可以使用一路以太网提供稳定可靠的有线物理连接方式，另外一路以太网则进行数据采集。本设备在需要双路采集时，可以满足双路独立采集硬件接口，扩展了设备应用的场景。

技术特征：

1.一种支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备，其包括主控制模块、wifi无线通信和第一通道以太网模块、电源模块、人机交互模块，其特征在于，还包括第二以太网模块，所述wifi无线通信和第一通道以太网模块与所述主控制模块连接；所述电源模块和所述主控制模块连接，用以提供电力；所述人机交互模块和所述主控制模块连接，用以通过人机交互模块发送指令；所述第二以太网模块和所述主控制模块连接。

2.根据权利要求1所述的支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备，其特征在于，所述主控制模块包括a11模组，所述a11模组采用rt5350芯片作为主控，rt5350芯片内部集成了wifi基带处理器、射频、射频功率放大器、mips cpu内核、五端口百兆以太网switch；所述wifi无线通信和第一通道以太网与所述a11模组连接，以此建立wifi连接功能和数据采集通道，所述第一通道以太网用于数据采集，然后利用wifi接入无线网络，建立数据传输通道，并和云平台进行数据的发送和接受。

3.根据权利要求2所述的支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备，其特征在于，所述第二以太网模块包括eport-e10，所述eport-e10是一款支持uart接口的小型超级网口，集成了mac等以太网硬件协议，其内部还集成了tcp/ip协议栈、内存管理、10/100m以太网收发器、高速串口。

4.根据权利要求3所述的支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备，其特征在于，所述a11模组上设有一路串口（uart），其和所述eport-e10连接。

5.根据权利要求4所述的支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备，其特征在于，还包括系统板载硬件看门狗，其和所述a11模组连接，并且所述系统板载硬件看门狗采用n76e003单片机作为所述a11模组状态监测单元，其具备异常重启功能。

6.根据权利要求5所述的支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备，其特征在于，所述人机交互模块包括板载用户按键、led灯，所述板载用户按键、所述led灯与所述a11模组连接，通过所述板载用户按键向所述a11模组发送指令，所述led灯状态的变化反馈人机之间的信息交互。

7.根据权利要求6所述的支持modbus/tcp协议的双路以太网数据采集设备，其特征在于，所述电源模块包括dcdc电路和ldo，分别产生系统电源3.3v和给a11模组供电的1.8v。

技术总结
本技术公开了一种支持MODBUS/TCP协议的双路以太网数据采集设备，其包括主控制模块、WiFi无线通信和第一通道以太网模块、电源模块、人机交互模块、第二以太网模块，所述WiFi无线通信和第一通道以太网模块与所述主控制模块连接；所述电源模块和所述主控制模块连接，用以提供电力；所述人机交互模块和所述主控制模块连接，用以通过人机交互模块发送指令；所述第二以太网模块和所述主控制模块连接。本设备在需要双路采集时，可以满足双路独立采集硬件接口，扩展了设备应用的场景。

技术研发人员：徐钧,王辉
受保护的技术使用者：无锡英臻科技股份有限公司
技术研发日：20221228
技术公布日：2024/1/13