无线仪表网关的通信协议研究与实现

发布时间:2018-02-10 18:05

  本文关键词: RTU Modbus IEC60870-5-104 Zigbee 多协议转换 出处:《西安石油大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着无线通信技术的发展,在数字化油田现场,仪表和RTU之间的通信方式由原来的RS485通信逐渐变成ZigBee通信。而RTU和上位机之间的通信协议众多,例如Modbus协议、A11协议以及各厂家自定义的协议,不同厂家的设备和软件之间不能直接通信,无线仪表的数据很难之间传输给上位机软件,为了解决上述问题,本文在研究各种协议的基础上,开发了无线仪表网关的通信协议程序。首先对数字化油田的通信现状进行实地考察,阐述了无线仪表网关的通信协议的功能需求、多协议转换的原理和系统的总体设计方案;然后在详细介绍了Modbus协议、ZigBee协议和IEC104规约的基础上,用C语言编程并实现了Modbus协议、ZigBee数据的收发程序、IEC104规约的部分功能,并通过设置Buffer缓冲区实现了多协议的转换的功能,完成了无线仪表网关的通信协议程序的开发工作。最后在VS2010开发环境下,利用C#语言开发了一个简单的RTU调试软件用于验证多协议转换的正确性。实验结果表明,该系统能正确接收和存放无线仪表通过ZigBee网络发送给RTU的数据,而且能完成ZigBee协议和Modbus协议之间、ZigBee协议和IEC104规约之间的转换。通过测试,该系统的设计基本满足需求,运行稳定良好。
[Abstract]:With the development of wireless communication technology, in the field of digital oil field, the communication mode between instrument and RTU has gradually changed from RS485 communication to ZigBee communication, and there are many communication protocols between RTU and host computer. For example, the Modbus protocol, A11 protocol and the self-defined protocol of each manufacturer, the equipment and software of different manufacturers can not communicate directly, the data of wireless instrument is difficult to transmit to the upper computer software, in order to solve the above problems, Based on the research of various protocols, the communication protocol program of wireless instrument gateway is developed in this paper. Firstly, the communication status of digital oil field is investigated, and the functional requirements of communication protocol of wireless instrument gateway are expounded. This paper introduces the principle of multi-protocol conversion and the overall design of the system, and then introduces the Modbus protocol ZigBee protocol and IEC104 protocol in detail, and implements some functions of Modbus protocol ZigBee data transceiver program based on C language. By setting up Buffer buffer to realize the function of multi-protocol conversion, the communication protocol program of wireless instrument gateway is developed. Finally, in the environment of VS2010 development, A simple RTU debugging software is developed by using C # language to verify the correctness of multi-protocol conversion. The experimental results show that the system can correctly receive and store the data sent from wireless instruments to RTU through ZigBee network. Moreover, it can complete the conversion between ZigBee protocol and Modbus protocol and IEC104 protocol. The test results show that the design of the system basically meets the requirements and runs stably.
【学位授予单位】:西安石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN915.04

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本文编号:1501118

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