基于RS-485增强型Modbus通信协议的风机组网系统

855 编辑：管理员来源：英飞同仁风机股份有限公司

2024-03-12 16:36:37

权利要求书： 1.一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，其特征在于，所述风机组网系统包括：控制器、与所述控制器通讯连接的网关、与所述网关通讯连接的多个转发器以及与所述多个转发器通讯连接的风机组；协议处理单元，所述协议处理单元存储有Modbus通信协议，所述Modbus通信协议中的帧格式包括：帧头、指令码、风机地址、风机组地址以及差错校验部分；

所述网关与所述控制器通讯连接时，默认通讯规约为：波特率固定为9600bps，校验位无，数据位8，开始位1，停止位1；

所述差错校验部分采用异或校验。

2.根据权利要求1所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，其特征在于，所述风机地址范围为1～31，所述风机组地址范围为1～255。

3.根据权利要求1所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，其特征在于，所述转发器至少包括255个，所述转发器为TCP/IP转RS485的转发器。

4.根据权利要求3所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，其特征在于，所述转发器单个与31只风机之间通讯连接。

说明书：一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统技术领域[0001] 本发明涉及通风设备控制技术领域，特别涉及一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统。

背景技术[0002] 新的智能风机对风机的群控组网和远程控制的要求越来越高，目前市面上多采用传统的标准Modbus通信协议实现风机的组网要求，此协议应用范围广泛，帧格式较为简单、

紧凑，格式规范，易于传输，通俗易懂，用户使用简单，开发简单。作为一种工业标准用协议，

用户不必了解Modbus的技术细节，只需要参考说明手册和提供的应用实例，按要求完成配

置，不需要复杂的编程，即可在段时间内实现设备间的连接通信。

[0003] 传统的Modbus的RTU传输模式因其帧格式中只有1个地址字节，没有考虑到组地址即大中型组网时的分组扩展需求，其多适用于小到中等规模的组网运行，在使用分组网的

应用时很不方便，不能够很好的对多风机群进行管理。

[0004] 因而现有技术还有待改进和提高。发明内容[0005] 鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，旨在克服现有技术中的Modbus通讯协议在大规模风机组

网时不便于风机管理的缺陷。

[0006] 为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：[0007] 一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，其中，所述风机组网系统包括：控制器、与所述控制器通讯连接的网关、与所述网关通讯连接的多个转发器以及与

所述多个转发器通讯连接的风机组；所述Modbus通信协议中的帧格式包括：帧头、指令码、

风机地址、风机组地址以及差错校验部分。

[0008] 进一步地，所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统中，所述网关与所述控制器通讯连接时，默认通讯规约为：波特率固定为9600bps，校验位无，数据位8，

开始位1，停止位1。

[0009] 进一步地，所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统中，所述风机地址范围为1～31，所述风机组地址范围为1～255。

[0010] 进一步地，所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统中，所述差错校验部分采用异或校验。

[0011] 进一步地，所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统中，所述转发器包括255个，所述转发器为TCP/IP转RS485的转发器。

[0012] 进一步地，所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统中，所述转发器单个与31只风机之间通讯连接。

[0013] 本发明所采用的技术方案具有以下有益效果：[0014] 本发明所提供的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，所述风机组网系统包括：控制器、与所述控制器通讯连接的网关、与所述网关通讯连接的多个转发器以

及与所述多个转发器通讯连接的风机组；所述Modbus通信协议中的帧格式包括：帧头、指令

码、风机地址、风机组地址以及差错校验部分；本发明通过改变传统的MODBUS通信协议的帧

格式，使得风机系统分组简单，组网简单高效，实现了风机组地址和风机组地址双地址管

理，从而方便了对风机的大规模分组及管理。

附图说明[0015] 图1为本发明提供的一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统的结构框图；

[0016] 图2为本发明提供的一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统的传输帧格式图。

[0017] 图中：100、控制器；200、网关；300、协议处理单元；400、转发器；500、风机组。具体实施方式[0018] 为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于

限定本发明。

[0019] 在实施方式和申请专利范围中，除非文中对于冠词有特别限定，否则“一”与“所述”可泛指单一个或复数个。

[0020] 另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技

术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特

征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能

够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结

合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

[0021] 传统的MODBUS的RTU传输模式因其帧格式中只有1个地址字节，没有考虑到组地址即大中型组网时的分组扩展需求，其多适用于小到中等规模的组网运行，在使用分组组网

的应用时很不方便，不能够很好的适应多风机群如FFU行业下的组网运行的要求。

[0022] 实施例一：[0023] 本发明公开了一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，请参阅图1，图1为本发明提供的一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统的结构框

图；所述基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统应用于风机组网系统，所述风

机组网系统包括：控制器100、与所述控制器100通讯连接的网关200、与所述网关200通讯连

接的多个转发器400以及与所述多个转发器通讯连接的风机组500，其中，还包括协议处理

单元300，所述协议处理单元存储有Modbus通信协议；进一步，所述Modbus通信协议中的帧

格式包括：帧头、指令码、风机地址、风机组地址以及差错校验部分。

[0024] 在本发明实施例中，所述控制器100可以为PC端，网关200与PC端通讯连接，所述网关200可连接有255个转发器400，每一个转发器400同时与一风机组500通讯连接，即与31只

风机通讯连接，如图1所示，转发器1可连接风机1.1～风机1.31(即一号风机组)，以此类推

一直到转发器255连接的风机255.1～风机255.31(255号风机组)，单个PC端可实现对7905

(255*31)只风机的控制；并且理论上，还可通过增加主网关和次网关无限扩展；优选的，所

述转发器均为RS485转发器。

[0025] 更具体的，请参阅图2，图2为本发明提供的一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统的传输帧格式图；本发明中的改进增强型Modbus通信协议在软件层面重

新定义了其协议的帧格式，具体包括：帧头、指令码、风机地址、风机组地址、差错校验部分

以及数据部分。具体的，风机组网系统中的控制器可以为PC端，则当网关与PC端使用串口通

讯时，其通信规约：波特率固定为9600bps，校验位无，数据位8，开始位1，停止位1。

[0026] 进一步地，所述风机地址范围为1～31，风机组地址范围为1～255，其中，默认的出厂设置都风机地址和风机组地址均为1，其中，一只转发器最多带31只风机，即一组风机最

多为31只，一台网关可带255只转发器，即风机组共有255组，一台PC端可实现对7905只风机

的控制，并且理论上，还可通过增加主网关和次网关无限扩展，因此能够很好的适应多风机

群的组网运行的要求。

[0027] 下面对本发明中的帧格式的报文进行说明，请继续参阅图2：[0028] 帧头：[0029]d2 d1 d0 1 Svc MS x1 x0

[0030] x1x0：报文开始的同步位01；[0031] MS：数据方向位，1：主机发送0：从机响应；[0032] Svc：服务位，主机读取从机地址时置1，否则为0；[0033] Bit4：保留位1；[0034] d0～d2：数据的字节数。[0035] 指令码+风机地址：[0036] c2 c1 c0 a4 a3 a2 a1 a0[0037] c2～c0：功能指令码；[0038] a4～a0：风机地址1～31[0039] 更具体的，功能表指令码表如下：[0040][0041] 风机组地址：[0042]g7 g6 g5 g4 g3 g2 g1 g0

[0043] g7～g0：风机组地址1～255。[0044] 本发明的差错校验部分采用异或校验，具体的：[0045] 包含校验位的所有字节的异或值为11111111，如：[0046][0047] 本发明通过使用简单高效的异或检验替代传统的CRC校验，提高了开发编程者的效率。

[0048] 下面以本实施例的具体应用场景为例，对本发明所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统的工作原理进行更加详细的说明：

[0049] 在风机组网系统中，控制器与各个风机均内置有本发明所述的基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，控制器自动给各个风机分配ID地址(即风机地址)以及各

个风机的所在组的组地址；结合实际使用说明，在控制器查询消息时，从各个风机中回应控

制器，若当某一风机出现故障时，风机所反馈回的报警信息中会包含其ID地址，此时需对故

障风机进行查找，若仅通过风机的ID地址去现场查找故障将会相当困难。而使用本发明中

的通信协议，若出现故障风机时，从故障风机所反馈回的报警信息中，其中报文部分会包括

该故障风机的ID地址及风机组地址，通过风机组地址确定风机所在区域，进一步地再通过

风机ID地址确定具体的风机位置，最终快速的找出风机所在位置，而通过添加风机组地址

可以大大减小查找范围，极大的方便了多风机的现场调试和维修。

[0050] 综上所述，本发明提供了一种基于RS?485增强型Modbus通信协议的风机组网系统，所述风机组网系统包括：控制器、与所述控制器通讯连接的网关、与所述网关通讯连接

的多个转发器以及与所述多个转发器通讯连接的风机组；所述Modbus通信协议中的帧格式

包括：帧头、指令码、风机地址、风机组地址以及差错校验部分；本发明通过重新定义了

MODBUS?RTU传输模式的帧格式内容；实现风机组地址和风机组地址双地址管理，方便了风

机组网系统大规模分组管理；同时使用简单高效的异或检验替代传统的CRC校验，提高了开

发编程者的效率。

[0051] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的方案后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或

者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识

或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要

求所指出。