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基于UDP和MODBUS协议的数据通信系统

[摘要]本文介绍了vc编程使用udp协议从电力工业实时网采集数据,并转换

为工业标准modbus协议上传数据。文中分析了udp套接字编程和modbus协议,

并给出了部分代码。

[关键词]集散控制系统套接字循环冗余码设计流程

1、前言

集散控制系统(DCS)是一个实时控制系统,完成电力工业生产过程实时数据

采集、过程控制、顺序控制、高级控制、报警检测、监视、操作,对数据进行记

录、统计、显示、打印等处理。基于安全的考虑实时网络是封闭的,数据在实时

网内部信息交换。在工业中有很多场合需要采集集散控制系统实时网络中的数据,

例如:实时监控信息系统(SIS)、环境检测、电力调度等。为解决从封闭的工业实

时网中提取数据的问题,同时保证工业实时网络的安全避免受到外界数据干扰,这

里基于udp、modbus协议设计开发了一种安全可靠数据通信系统。

系统使用udp套接字接口实时从工业实时网接受数据,转换为modbus协议格

式的数据帧,通过串口上传数据。

2、udp套接字编程

windows平台套接字有三种类型:流式套接字,数据报套接字及原始套接字。

udp套接字是数据报套接字。数据报套接口定义了一种无连接的服务,数据通过相

互独立的报文进行传输,是无序的,并且不保证可靠,无差错。套接字类型在创建套

接字时确定。

2.1加载winsock库

使用windows套接字必须加载winsockdll的相应版本。

WSADATAwsd;

WSAStartup(MAKEWORD(2,2),wsd);

加载版本为2.2的winsock库

2.2创建udp套接字

SOCKETsock=socket(AF_INET,SOCK_DGRAM,0);

使用参数SOCK_DGRAM确定创建数据报套接字。

2.3定址

winsock中使用SOCKADDR_IN结构指定IP地址和接口。

SOCKADDR_INlocal;

local.sin_family=AF_INET;

local.sin_port=htons((short)3316);

local.sin_addr.s_addr=htonl(*addr);

sin_family字段使用AF_INET定义IP地址簇,sin_port字段使用3316端口

号,sin_addr.s_addr字段使用htonl()函数转换后网络字节顺序的地址。

2.4套接字绑定地址

bind(sock,(SOCKADDR*)local,sizeof(local));

将创建好的套接字sock绑定地址和端口,绑定出错时bind返回

SOCK_ERROR。

2.5接受数据

数据通信系统作为接收端接受工业实时网中的实时数据。

while(cycleflag)

{

FD_ZERO(readfds);

FD_SET(sock,readfds);

intii=select(0,readfds,NULL,NULL,timeout);

if(ii0)

{

ret=recvfrom(sock,(char*)SXPBuffer,sizeof(SXPBuffer),0,

(SOCKADDR*)from,fromSize);

}//if

}//while

select函数判断套接字集合中是否有可读数据报,然后recvfrom函数接受数据

报。接受udp数据功能块作为一个独立的线程不断接受实时数据。

2.6释放资源

在线程终止时需要释放套接字资源。

closesocket(sock);

WSACleanup();

3modbus协议

MODBUS是工业领域通用协议。此协议支持传统的RS-232、RS-422、RS-485

和以太网设备。许多工业设备,包括PLC