本發(fā)明屬于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入，具體涉及一種可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)換方法。

背景技術(shù)：

1、油氣生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)(a11)是中國(guó)石油天然氣集團(tuán)有限公司數(shù)字化建設(shè)的重點(diǎn)工程之一，其主要目的是通過(guò)工控物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)(壓力、溫度、流量、液位、載荷、電參等)實(shí)時(shí)采集、遠(yuǎn)程傳輸和視頻監(jiān)控。油田物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)中，利舊儀表數(shù)據(jù)接入是其中一項(xiàng)重要環(huán)節(jié)。具備標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議(如modbus)、或是標(biāo)準(zhǔn)4-20ma信號(hào)的舊儀表，都能順利接入到a11物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。而一些采油廠重要的智能生產(chǎn)設(shè)備是非標(biāo)協(xié)議設(shè)備(不具備標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議輸出)，例如量油系統(tǒng)、智能電表、液位計(jì)、流量計(jì)、利舊加熱爐plc等，都無(wú)法接入到a11系統(tǒng)，形成了一個(gè)個(gè)數(shù)據(jù)孤島，而生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)又要求將非標(biāo)協(xié)議設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)接入，這就造成了物聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的差距。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)無(wú)法接入到油田物聯(lián)網(wǎng)的問(wèn)題，本發(fā)明提出：一種可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)換方法，包括如下步驟：

2、s1:使用vba編程軟件開(kāi)發(fā)非標(biāo)協(xié)議預(yù)定義解析軟件，實(shí)現(xiàn)在excel表格中定義非標(biāo)協(xié)議解析格式；

3、s2:下載excel表格中定義非標(biāo)協(xié)議解析格式數(shù)據(jù)到非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)；

4、s3:非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)非標(biāo)側(cè)rs485接口根據(jù)定義的解析格式，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)后，將有用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到modbus寄存器中；

5、s4:非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)rs485接口對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)modbus-rtu數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議數(shù)據(jù)。

6、所述步驟s1中，用vba編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，以excel電子表格做配置界面，應(yīng)用vba的串口宏與非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的配置接口進(jìn)行命令交互。

7、所述步驟s1中，配置軟件界面由excel的256個(gè)單元格組成，單元格序號(hào)由1開(kāi)始，每個(gè)單元格代表1個(gè)非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)位，excel的256個(gè)單元格分字節(jié)數(shù)單元格，起始字符單元格，關(guān)鍵位校驗(yàn)單元格，有效數(shù)據(jù)與modbus寄存器的映射單元格，數(shù)據(jù)串的校驗(yàn)方式單元格5種單元格類型，每個(gè)excel單元格表示1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)空間，一個(gè)非標(biāo)數(shù)據(jù)字節(jié)由2至3個(gè)excel單元格表示；編程軟件中定義字節(jié)數(shù)單元格類型號(hào)為1，占用2個(gè)excel單元格，起始字符單元格類型號(hào)為2，占用2個(gè)excel單元格，關(guān)鍵位校驗(yàn)單元格類型為3，占用3個(gè)excel單元格，有效數(shù)據(jù)與modbus寄存器的映射單元格類型為4，占用3個(gè)excel單元格，數(shù)據(jù)串的校驗(yàn)方式單元格類型為5，占用2個(gè)excel單元格，其中關(guān)鍵位校驗(yàn)單元格類型不唯一，在一個(gè)非標(biāo)數(shù)據(jù)流解析定義中重復(fù)多次。

8、所述步驟s1中，配置軟件自動(dòng)讀取excel單元格里的配置信息，按照單元格順序?qū)⑴渲眯畔⑥D(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)據(jù)流。

9、所述步驟s2中，配置軟件應(yīng)用vba的串口宏向非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)發(fā)送十六進(jìn)制數(shù)據(jù)流，非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)校驗(yàn)十六進(jìn)制數(shù)據(jù)流，校驗(yàn)正確后存儲(chǔ)到非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)epprom中。

10、所述步驟s3中，非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)選用工業(yè)級(jí)pic18f45k80單片機(jī)，在該單片機(jī)開(kāi)辟512字節(jié)通信緩沖空間。

11、所述步驟s3中，非標(biāo)側(cè)rs485接口以中斷形式接收非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到通信緩沖空間，單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)根據(jù)epprom的配置信息，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)正確后按照有效數(shù)據(jù)與modbus寄存器的映射單元格中的配置信息，將有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到modbus寄存器中，非標(biāo)側(cè)rs485接口采用磁隔離電路，電源部分采用濾波電路。

12、所述步驟s4中，非標(biāo)側(cè)rs485接口采用磁隔離電路，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)側(cè)rs485接口采用偵聽(tīng)方式，當(dāng)有modbus請(qǐng)求信號(hào)，經(jīng)crc16校驗(yàn)通過(guò)后，按照請(qǐng)求的命令，請(qǐng)求的數(shù)據(jù)起始地址，請(qǐng)求的數(shù)據(jù)數(shù)量，單片機(jī)提取modbus寄存器的相關(guān)數(shù)據(jù)，再組成modbus協(xié)議包通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)rs485接口返回給數(shù)據(jù)請(qǐng)求方。

13、本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明網(wǎng)關(guān)的配置接口，通過(guò)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換協(xié)義組態(tài)，能夠?qū)⒗f設(shè)備廠家的非標(biāo)協(xié)義數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解析、讀取、轉(zhuǎn)換，將非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的a11modbus協(xié)議,實(shí)現(xiàn)非標(biāo)數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)接入。

技術(shù)特征：

1.一種可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)換方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述步驟s1中，用vba編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)，以excel電子表格做配置界面，應(yīng)用vba的串口宏與非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的配置接口進(jìn)行命令交互。

3.如權(quán)利要求2所述的可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述步驟s1中，配置軟件界面由excel的256個(gè)單元格組成，單元格序號(hào)由1開(kāi)始，每個(gè)單元格代表1個(gè)非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)位，excel的256個(gè)單元格分字節(jié)數(shù)單元格，起始字符單元格，關(guān)鍵位校驗(yàn)單元格，有效數(shù)據(jù)與modbus寄存器的映射單元格，數(shù)據(jù)串的校驗(yàn)方式單元格5種單元格類型，每個(gè)excel單元格表示1個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)空間，一個(gè)非標(biāo)數(shù)據(jù)字節(jié)由2至3個(gè)excel單元格表示；編程軟件中定義字節(jié)數(shù)單元格類型號(hào)為1，占用2個(gè)excel單元格，起始字符單元格類型號(hào)為2，占用2個(gè)excel單元格，關(guān)鍵位校驗(yàn)單元格類型為3，占用3個(gè)excel單元格，有效數(shù)據(jù)與modbus寄存器的映射單元格類型為4，占用3個(gè)excel單元格，數(shù)據(jù)串的校驗(yàn)方式單元格類型為5，占用2個(gè)excel單元格，其中關(guān)鍵位校驗(yàn)單元格類型不唯一，在一個(gè)非標(biāo)數(shù)據(jù)流解析定義中重復(fù)多次。

4.如權(quán)利要求3所述的可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述步驟s1中，配置軟件自動(dòng)讀取excel單元格里的配置信息，按照單元格順序?qū)⑴渲眯畔⑥D(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)據(jù)流。

5.如權(quán)利要求4所述的可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述步驟s2中，配置軟件應(yīng)用vba的串口宏向非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)發(fā)送十六進(jìn)制數(shù)據(jù)流，非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)校驗(yàn)十六進(jìn)制數(shù)據(jù)流，校驗(yàn)正確后存儲(chǔ)到非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)epprom中。

6.如權(quán)利要求5所述的可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述步驟s3中，非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)選用工業(yè)級(jí)pic18f45k80單片機(jī)，在該單片機(jī)開(kāi)辟512字節(jié)通信緩沖空間。

7.如權(quán)利要求6所述的可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述步驟s3中，非標(biāo)側(cè)rs485接口以中斷形式接收非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)到通信緩沖空間，單片機(jī)對(duì)接收到的數(shù)據(jù)根據(jù)epprom的配置信息，對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，校驗(yàn)正確后按照有效數(shù)據(jù)與modbus寄存器的映射單元格中的配置信息，將有效數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到modbus寄存器中，非標(biāo)側(cè)rs485接口采用磁隔離電路，電源部分采用濾波電路。

8.如權(quán)利要求7所述的可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，其特征在于，所述步驟s4中，非標(biāo)側(cè)rs485接口采用磁隔離電路，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)側(cè)rs485接口采用偵聽(tīng)方式，當(dāng)有modbus請(qǐng)求信號(hào)，經(jīng)crc16校驗(yàn)通過(guò)后，按照請(qǐng)求的命令，請(qǐng)求的數(shù)據(jù)起始地址，請(qǐng)求的數(shù)據(jù)數(shù)量，單片機(jī)提取modbus寄存器的相關(guān)數(shù)據(jù)，再組成modbus協(xié)議包通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)rs485接口返回給數(shù)據(jù)請(qǐng)求方。

技術(shù)總結(jié)
一種可配置非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)的轉(zhuǎn)換方法，屬于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入技術(shù)領(lǐng)域，包括如下步驟：S1:使用VBA編程軟件開(kāi)發(fā)非標(biāo)協(xié)議預(yù)定義解析軟件，實(shí)現(xiàn)在EXCEL表格中定義非標(biāo)協(xié)議解析格式；S2:下載EXCEL表格中定義非標(biāo)協(xié)議解析格式數(shù)據(jù)到非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)；S3:非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)非標(biāo)側(cè)RS485接口根據(jù)定義的解析格式，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)后，將有用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到MODBUS寄存器中；S4:非標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)標(biāo)準(zhǔn)側(cè)RS485接口對(duì)外提供標(biāo)準(zhǔn)MODBUS?RTU數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議數(shù)據(jù)。本發(fā)明網(wǎng)關(guān)的配置接口，通過(guò)簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)換協(xié)義組態(tài)，能夠?qū)⒗f設(shè)備廠家的非標(biāo)協(xié)義數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)解析、讀取、轉(zhuǎn)換，將非標(biāo)協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的A11MODBUS協(xié)議,實(shí)現(xiàn)非標(biāo)數(shù)據(jù)的物聯(lián)網(wǎng)接入。

技術(shù)研發(fā)人員：李海龍,張大昌,李艷鈺,張俊義,馬俊,金旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國(guó)石油天然氣股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/28