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Industrial Control Network基于Modbus协议一致性测试系统的设计与实现Design and Implementation of Conformance Test System for Modbus Protocol聂金平闫芬菲王岩（北京航空航天大学，北京市 100191）Nie Jinping Yan Fenfei Wang Yan(Beijing University of Aeronautics and Astronautics，Beijing100191)【摘要】本文完成了Modbus协议串行通信RTU模式下的实现，并设计了RTU模式下一致性测试系统的结构，然后依据该系统的结构，实现了Modbus串行通信RTU模式下的一致性测试系统。文中所采用的精确定时方法、系统结构和协议实现方法具有通用性，适用于类似通讯协议的实现与开发。【关键词】 Modbus协议实现一致性测试精确定时Abstract: The paper designed the framework of the conformance test system based on the implementation ofModbus protocal with RTU mode, realized the conformance test sysetem according to the framework. The methodsof the precision timing, the framework and implementation of the protocol can also be applied in the development ofother similar communication protocal.Key words: Modbus Implementation of Protocol Conformance Test Precision Timing引言Modbus协议是一种应用于工业控制领域中自控设备之间进行通信的协议，参照ISO/OSI七层参考模型，Modbus协议对应于模型的第七层-应用层。由于Modbus协议的开放、简单而高效的特点，使得Modbus协议在众多现场总线协议中脱颖而出，越来越多的厂商加入到开发Modbus产品的行列中。尽管各设备厂商声称其产品符合Modbus协议，但从实际应用中反馈的信息表明不同厂商设备之间的互操作问题较多，所以有必要由一中立的机构，对其产品进行协议的一致性测试，这样不仅可以缩短了研发时间，而且给选用Modbus产品的客户带来了方便。本文介绍了一致性测试系统的原理，设计了测试系统的结构，并概括地介绍了结构的各个模块组成，然后详细的说明了系统的关键问题-Modbus RTU下的实现，以及在设计过程中的关键问题分析，最后给出了一个在串行链路上的仿真分析。1一致性测试系统的原理在串行链路上，Modbus协议的一致性测试系统包括：主站和被测设备（从站）及连接部件构成，主站为PC机，如图1所示。一致性测试的目的是检验设备能否正确地实现Modbus功能码。主要是对功能码进行测试，测试的基本原理是通过向被测设备即从站发送帧，通过通信收稿日期：2009-04-20作者简介：聂金平，硕士研究生，主要研究方向为智能控制，现场总线。双方的通信内容来确定测试的结果。测试的流程图如图2所示。主站请求响应被测设备（从站）图1 Modbus协议一致性测试系统原理如果从站：1) 对于支持的功能码且数据范围、长度和寻址正确，给出正常响应；2) 对于支持的功能码而数据范围、长度或寻址错误，给出带有数据范围超限的异常码响应；3) 不支持的功能码给出该功能不支持的异常码响应；4) 对于广播帧应该没有任何响应。对于正常的写广播，从站设备要有相应的数据变化。符合上述要求，则测试通过。例如：对于功能码03读保持寄存器的测试（设从站地址为01），读请求帧为：01 03 0000 00 01，若读响应帧为：01 03 02 XX XX，则此功能码测试通过。2一致性测试系统的结构Modbus协议一致性测试系统由主站、从站和它们之间的通信链路组成。主站可以是运行于PC之上的软件，由用户界面模块和通信模块组成，从功能38仪器仪表标准化与计量2009 . 3工业控制网络Modbus通信模块:该模块是一个工作在后台的线程，它接收了参数信息后将报文加上CRC16校验码后封装成Modbus RTU帧发送给被测从站并等待响应应答，然后将通信的结果以消息的形式提交给上层模块-界面显示模块。在这个模块中，通信是通过调用Modbus RTU协议的实现-Modbus RTU DLL动态链接库来完成的。3 Modbus协议RTU下的实现在进