一种可扩展的Modbus协议一致性测试平台设计方法与流程

本发明涉及电网测试，特别是涉及一种可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法。

背景技术：

1、modbus协议是一种串行通信协议，由于它的易用性和灵活性，使其已经成为世界上最受欢迎的工业应用协议。目前，基于modbus协议及其扩展协议的相关测试平台纷繁复杂，现有的modbus协议一致性测试平台，是根据国内modbus协议测试需求，定制化开发的测试平台。现有的测试方法中，modbus协议一致性测试平台对某种标准的针对性较强，每套测试平台只能完成一种标准的测试工作，对规约标准的依赖程度较大，每次标准的变更都要涉及到相关配置文件的修改，还需要同步修改程序的相关接口模块及展示界面，存在报文的智能化解析能力较低，资源利用不充分的问题。

2、而基于modbus协议的扩展协议测试则需要定制化设计与开发，周期较长，适配性不足，灵活性不高，测试系统可编程度不足，开发及维护成本较高，无法满足灵活多变的类型解析等问题。

3、因此，针对现有技术不足，提供一种可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法以克服现有技术不足甚为必要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法，能够实现标准modbus协议及其扩展协议的全面适配，节约平台的开发及维护成本，通过该方法获得基于modbus协议兼容多标准变更的测试平台。

2、本发明的目的通过以下技术措施实现。

3、提供一种可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法，由协议库文件、modbus协议一致性测试平台和规则库构成，modbus协议一致性测试平台与被测装置基于modbus协议及modbus扩展协议通信；

4、modbus协议一致性测试平台由图形化编辑模块、协议库文件、数据模型构建模块、指令下发模块、指令分析模块、编码规则模块、报文整合模块、报文发送模块、报文接收模块、报文解析模块、展示与判定模块组成；

5、通过图形化编辑模块，进行协议库文件的配置，通过数据模型构建模块完成基于modbus协议及其扩展协议相关数据模型的构建，所构建的模型称为协议数据模型；然后通过指令分析模块进行指令分析，将分类信息发送到编码规则模块，编码规则模块依据规则库进行编码，然后发送到报文整合模块实现报文的整合；报文接收模块将接收报文发送到报文解析模块，依据协议数据模型进行解析，并增加补偿系数与范围验证，最终进行数据的判定与展示。

6、优选的，图形化编辑模块通过加载协议库文件，输入到数据模型构建模块，数据模型构建模块进行modbus协议数据库的配置，得到协议数据模型；

7、modbus协议数据库包含基于modbus协议及其扩展协议相关数据模型的相关信息；

8、数据模型构建模块将构建的协议数据模型信息发送至指令下发模块和报文解析模块，为指令下发模块和报文解析模块提供协议数据模型的支持。优选的，图形化编辑模块根据modbus协议特征设置有按线圈(位)和按寄存器(字节)类型的编辑方式；

9、按线圈(位)编辑具体是：将线圈内容按位进行相关信息配置，通过模糊查询位的描述信息的方式进行；在未能查询到输入的线圈内容时，通过自定义增加描述信息，同步扩充检索信息；按寄存器(字节)类型的编辑具体包含地址、描述、单位、值、长度、范围、补偿系数、关联id、拆分标识、数据类型及索引号信息；采用多个字节的合并或者采用字节按位的随意拆分中的至少一种方式，其中多字节的合并是通过对多个寄存器地址进行选择后点击合并按钮，多个字节合并的地址信息中“关联id”属性值为第一个地址id，未合并的该属性值为-1；字节按位拆分则是通过选中的该寄存器地址或者组合后的寄存器地址进行一个或多个8位的组合拆分，点击拆分按钮，字节以多个8位比特位的形式供拆解，字节拆分后“拆分标识”属性置1，同时该字节的地址信息由拆分地址表扩充。

10、优选的，modbus协议数据库包含线圈(位)地址表、寄存器(字节)地址表、线圈检索信息表、拆分地址表、位索引表。

11、优选的，指令分析模块接收到来自指令下发模块的指令信息，进行信息的分类，包含modbus协议标准类型和其他扩展类型判别、读写判别、位与字节类型的判别；

12、指令分析模块将分类的信息进行分析、处理后发送到编码规则模块，依据规则库进行报文编码。

13、优选的，规则库支持扩充，其中标准规则库支持：标准功能码0x01(读线圈)、0x02(读离散量输入)、0x03(读保持寄存器)、0x04(读输入寄存器)、0x05(写单个线圈)、0x06(写单个寄存器)、0x0f(写多个线圈)、0x10(写多个寄存器)、0x14(读文件记录)、0x15(写文件记录)编码。

14、优选的，编码规则模块将编码信息发送到报文整合模块，进行报文的整合，报文整合模块整合后发送到报文发送模块，由报文发送模块将编码、整合后的报文进行发送；

15、报文接收模块实时接收报文发送模块的系信息，进行被测装置的报文的接收任务。

16、优选的，平台接收到被测装置回复的报文后，由报文接收模块发送到报文解析模块，依据数据模型构建模块的信息，通过补偿系数处理和范围验证后发送到展示与判定模块，进行数据的展示与结果判别。

17、优选的，报文解析模块将收到的报文进行依据编码规则进行解析，获取相关数据，分别按照线圈(位)、寄存器(字节)进行数据类型的解析；

18、其中按线圈(位)类型解析是这样进行的：按位查询数据库信息，查询该位信息是否置1，如果为1则该位信息动作，反之复归；

19、按寄存器(字节)类型解析是这样进行的：

20、首先需要查询关联id，确认是否合并，如果合并，则将解析数据视为一个整体进行统一处理；如果不合并，则将解析数据单独处理；

21、再判断拆分标识，确认是否拆分为多个位；如果拆分，则进一步查询拆分地址表，进行该地址的寻址；如果未拆分，直接进行数据类型标识判别，判断是否为数值型，按位型，索引型；若为索引型则继续进行位索引表的查询。

22、优选的，补偿系数处理和范围验证是根据数据模型构建模块中的补偿系数内容、范围验证属性值进行的，当补偿系数内容为非空，则将解析后的数据根据补偿系数进行二次加工处理；同时当范围验证属性值为非空，则继续进行处理后的数据的范围验证，最终把处理后的解析数据附加描述值、单位及验证结果发送到展示与判定模块，进行数据展示及规约服务成功或失败结果的判定。

23、本发明的可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法，通过可编程化数据建模，智能分析，编码设计，报文整合等方法实现标准modbus协议及其扩展协议的全面适配，充分节约了平台的开发及维护成本。同时，依据数据库建模技术及可视化编程技术，实现了类型解析的灵活匹配，打造出了一套基于modbus协议兼容多标准变更的测试平台。该一种可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法具有可维护性强、易扩充、易重用的特点，具有全面兼容modbus协议及其扩展协议测试的能力，能够很好地解决基于modbus协议的各种标准在软件开发中多数据类型解析、多规则组合变化的需求。利用本发明，极大的节省了基于modbus协议测试工具设计和开发实现的成本，大大提高了规约测试中研发与检测效率，提升了平台兼容性和可扩展性。降低人力和设备成本，提高工作效率。

24、说明书附图

25、利用附图对本发明作进一步的说明，但附图中的内容不构成对本发明的任何限制。

26、图1是本发明一种可扩展的modbus协议一致性测试平台系统的示意图。

27、图2是本发明一种可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法的示意图。

28、图3是本发明一种可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法的报文解析流程图。

29、图4是本发明一种可扩展的modbus协议一致性测试平台设计方法的具体应用示意图。

30、图5是图4中的步骤1、步骤2部分的放大图。

31、图6是图4中的步骤3之后部分的放大图。