一种基于modbus的多协议转换警情信息远程传输系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及建筑物消防安全和工业控制领域，尤其涉及一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统和方法。
【背景技术】
[0002]MODBUS协议是现场控制总线诸多不同协议中的一种，广泛应用于消防安全和工业控制现场。MODBUS协议支持RS-232、RS-422、RS-485等多种电器接口，通过此协议，控制器之间以及经过网络连接控制器和其它设备之间可以进行通信。但是因为MODBUS协议是工业现场总线协议，与采用通用分组无线服务技术的GPRS和基于TCP/IP协议的以太网不能直接连接，获取的警情信息无法直接传递到远程服务器，必须经过处理后才能传递到远程服务器，并且，用户无法通过远程直接传递数据或命令给警情信息采集设备，无法满足现代社会建筑消防安全信息自动化的要求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对【背景技术】中所涉及的缺陷，提供一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统和方法。
[0004]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统，包含警情信息传输设备、服务器/云平台、以及远程客户端；
所述警情信息传输设备通过RS-232串行总线与采用MODBUS协议标准的警情信息采集设备连接，用于实现MODBUS协议的解析封装；
所述服务器/云平台用于接收和存储警情信息，并及时将警情信息推送给远程智能手机客户端，同时接收客户端的控制指令并将其发送给警情信息传输设备；
所述远程客户端用于接收警情信息和发送控制指令。
[0005]作为本发明一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述警情信息传输设备包含微控制器模块、RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、LCD显示模块、声光报警模块和存储模块，所述微控制器模块分别和RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、IXD显示模块、声光报警模块、存储模块电气相连，所述RS-232通信模块和警情信息采集设备相连；
所述GPRS通信模块通过GPRS通信网络与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；
所述TCP/IP通信模块通过以太网与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；
所述LCD模块用于显示警报信息、设备信息和工作状态；
所述声光报警模块用于设备异常情况警报； 所述存储模块用于存储数据；
所述微控制器模块用于实现MODBUS到GPRS协议、以及MODBUS到TCP/IP协议的转换。
[0006]作为本发明一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述TCP/IP通信模块包含网络接口芯片ENC28J60、隔离LPF滤波器和RJ45接口，其中，网络接口芯片ENC28J60通过隔离LPF滤波器与RJ45接口连接。
[0007]作为本发明一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述微控制器模块采用STM32系列的微控制器。
[0008]作为本发明一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述GPRS通信模块采用SMCOM的SM900A模块。
[0009]作为本发明一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述电源模块采用DC-DC和LDO组合输出电源。
[0010]作为本发明一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述IXD模块采用12864位液晶显示屏。
[0011]作为本发明一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统进一步的优化方案，所述声光报警模块包括蜂鸣器和发光二极管。
[0012]所述服务器/云平台能够对远程客户端的用户权限进行管理，根据用户的权限和优先级而限制其行为；能够统计所接收的警情信息历史数据，分析警情发生概率较高的地点、季节或时间段，可为用户做警情预防措施时提供参考。
[0013]所述服务器/云平台采用B/S架构，远程客户端用户可通过连接到Internet的PC或Taplet登陆服务器/云平台，实时动态的监测现场警情状况。
[0014]本发明还公开了一种基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统的传输方法，包含以下步骤:
步骤1)，初始化后打开中断；
步骤2)，初始化MODBUS协议栈；
步骤3)，判断网络选通开关Slect_net的状态，如果Slect_net=l，选择启动GPRS模块，如果Slect_net=0，选择启动TCP/IP模块；
步骤4)，判断信息传输设备是否已经连接到远程服务器，如果已经连接到服务器继续执行步骤5)，否则转到步骤3)，直到连接远程服务器成功；
步骤5)，启动MODBUS协议栈，检测微控制器的通用异步收发传输器UARTl是否有数据送入，如果有数据，则开始接收；
步骤6)，每接收完一个字节，判断3.5个字符时间内UARTl是否还有数据，若果有数据，则转到步骤5)继续接收，否则说明该帧数据接收完成，继续执行步骤7);
步骤7)，对接收到的数据进行校验，判断数据是否正确，如果正确，将其存入发送缓存中，否则转到步骤5)重新检测接收数据；
步骤8)，调用发送函数将发送缓存中的数据通过GPRS或TCP/IP发送到远程服务器，发送完成转到步骤5)继续检测是否有新的数据。
[0015]本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果:
1.能够将采集到的MODBUS协议帧格式的警情数据直接通过GPRS或TCP/IP通信网络上传到服务器/云平台，使得服务器/云平台及时将接收到的警情信息提供给远程用户； 2.能够接收远程用户的数据或控制命令，将其经MODBUS处理单元封装后通过RS-232串行总线直接发送给警情信息采集设备；
3.警情信息采集设备与远程服务器/云平台连接时采用MODBUS到GPRS和MODBUS到TCP/IP两种不同的协议转换，保证了通信的可靠性。
【附图说明】
[0016]图1是基于MODBUS的多协议转换警情信息远程传输系统的结构示意图；
图2是警情信息传输设备的工作原理图；
图3是警情信息传输设备的定时器中断流程图。
【具体实施方式】
[0017]为了更能体现本发明专利的技术特征，现结合附图对其做进一步阐述。
[0018]本发明公开了一种基于MODBUS的多协议转换警情数据远程传输系统，其结构如图1所示，包括信息传输设备、服务器/云平台、以及远程客户端；其中，警情信息传输设备通过RS-232串行总线与采用MODBUS协议标准的警情信息采集设备连接，用于实现MODBUS协议的解析封装；服务器/云平台用于接收和存储警情信息，并及时将警情信息推送给远程智能手机客户端，同时接收客户端的控制指令并将其发送给警情信息传输设备；远程客户端用于接收警情信息和发送控制指令。
[0019]警情信息传输设备包括MCU (微控制器)模块、RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、LCD显示模块、声光报警模块和存储模块，所述微控制器模块分别和RS-232通信模块、GPRS通信模块、TCP/IP通信模块、电源模块、IXD显示模块、声光报警模块、存储模块电气相连，所述RS-232通信模块和警情信息采集设备相连；GPRS通信模块通过GPRS通信网络与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台；TCP/IP通信模块通过以太网与服务器/云平台连接，用于将警情信息采集设备所采集的警情信息上传到服务器/云平台山⑶模块用于显示警报信息、设备信息和工作状态；声光报警模块用于设备异常情况警报；存储模块用于存储数据；微控制器模块用于实现MODBUS到GPRS协议、以及MODBUS到TCP/IP协议的转换。
[0020]MCU (微控制器)模块采用STM32系列高性能低功耗微控制器。
[0021]电源模块由多路DC-DC (直流转直流)和LDO (低压线性稳压)电源转换芯片组成，为微控制器模块、GPRS通信模块和TCP/IP通信模块等提供稳定、安全的供电。
[0022]TCP/IP通信模块包括网络接口芯片ENC28J60、隔离LPF滤波器、RJ45接口，其通过SPI总线连接于微控制器，外部提供通用的以太网RJ45接口，网络接口芯片内嵌TCP/IP协议，微控制器通过SPI总线发送控制指令将此模块连接到远程服务器，以实现与服务器/云平台的信息交互。
[0023]存储模块包含FLASH存储模块和SRAM存储模块。
[0024]FLASH存储模块通过SP