基于ModbusRTU协议的PLC与STM32单片机通信

在工业自动化控制领域,单片机与PLC有着举足轻重的地位。若两者能实现数据互通,则可以有效促进行业发展。文中通过分析PLC和单片机的通信原理,提出了基于ModbusRTU协议的485的通信方式,并编写了代码实现,阐述了串口与单片机ModbusRTU485的通信实现方法、串口与PLC的通信实现方法、单片机与PLC的通信实现方法、单片机端按键控制PLC端输出的方法。PLC与单片机通信的实现可提供一种间接增加PLC输入点数的方法,从而降低自动化设备的成本。

基于单片机对ModBusRTU协议的从设备进行映射

在标准的ModBusRTU通信链路中,只允许有一个主设备采集数据,如果需要多个主设备同时采集数据,可利用单片机的一个串口接入总线,对使用ModBusRTU协议的从设备数据进行采集并处理;然后复制并映射到单片机的内存中,再通过单片机的另一个串口以ModBusRTU协议转发数据;最终实现多个主设备同时采集一个从设备数据的目的。本文的设计拓展性好、数据采集稳定、性价比高。对于从设备的RS 485通信接口被占的情况,可参考该设计方案。

基于ModBusRTU协议的MCGS应用系统与单片机通信设计

为实现单片机与MCGS应用系统通信,本文直接利用MCGS所提供的设备驱动构件,采用ModBusRTU协议,仅通过单片机程序设计,快捷方便地实现了工控组态软件MCGS应用系统与单片机的通信,并在温湿度测控系统中进行了应用与调试。实际运行表明,此方式通信稳定可靠,无需单独开发基于MCGS的设备驱动,缩短了开发周期,通用性好,可广泛应用于工控系统中。

ModbusRTU协议在Delphi编程环境中软件实现的具体方法

本文在Modbus RTU通信协议的应用范围内,对Modbus RTU协议的基本工作原理进行了研究,同时分析了ModbusRTU协议在Delphi编程环境中软件实现的具体方式,并对相关的程序编制方法进行了探讨分析,从而实现了较好的协议封装。

基于μC/OS-Ⅱ和ModbusRTU协议的密集架控制软件设计

本文提出了基于μC/OS-Ⅱ和ModbusRTU协议的密集架控制软件在Stm32F103R8T6平台上的设计方法。重点阐述了μCOS-Ⅱ操作系统的移植、ModbusRTU通信协议的实现方式和主要的应用程序开发。

DeltaV控制系统与西门子PLC基于ModbusRTU协议通讯

本文以西门子S7-341PLC与艾默生公司的DeltaV控制系统通信为实例,通过对软件组态及串行通信参数的设置,介绍Modbus通讯协议、DCS控制系统与PLC系统进行通讯所需要的通讯卡件、各卡件为实现通讯所要进行的设置以及二者之间的通讯和以Modbus RTU通信协议为基础的串行通信的具体实现方法。

基于ModbusRTU协议多功能表与DCS系统通信的实现

针对工厂不同监控管理系统的融合需要,基于ModbusRTU协议,通过采用西门子PCS7过程控制系统DCS以及ET200SP远程I/O模块中的CM-PtP模块,使得电能计量的多功能仪表被集成至生产监控管理系统中,本文深入讨论了Modbus RTU通讯协议的特点和控制方式,以及多功能仪表与DCS系统的网络连接方式,并从已经实现的工程角度阐述了通讯的步骤和方法,以及一些调试过程中问题的解决方法。

基于ModbusRTU协议的S7—400HPLC与Bently3500的数据通信

石油化工生产中PLC常常用于大机组的联锁与控制。对于机组的振动、位移等参数，点数较少时，可以采用变送器、传感器转换成4—20ma信号送入PLC，实现联锁控制，但对键相、差胀等特殊测量参数或振动、位移等测量参数点数较多时，信号转换的难度大、成本高，使用传统的框架式机械保护系统反而会经济、有效。美国Bently公司3500系统是传统的框架式机械保护系统之一，它可以运行于各种冗余级别，包括双电源供电和更高要求下的三重模块冗余（TMR）监测器组态。

IKEChecker:语法引导的IKE协议有状态模糊测试

互联网密钥交换(IKE,internet key exchange)协议用于在IPSec(internet protocol security)协议中进行身份验证和密钥协商,其安全性对保护IP通信至关重要,复杂的协议逻辑导致协议实现中难免存在安全漏洞。模糊测试是检测协议实现中潜在漏洞的有效手段,但将现有模糊测试工具直接应用于IKE协议时,存在生成测试用例质量不高、难以探索深层状态空间等局限性。针对上述问题,设计了基于IKE协议语法的变异策略来减少无效测试用例的生成,同时增加测试用例的多样性;引入了基于进化策略的变异调度方案来自动优化变异算子的概率分布,进一步提高生成高质量测试用例的概率;设计了消息处理器用来维护协议交互上下文信息并执行密码学相关的操作,从而支持在黑盒条件下对IKE协议进行测试,并实现对深层协议交互行为和状态空间的探索。基于上述方法实现了IKE协议有状态模糊测试工具IKEChecker,该工具支持对IKEv1和IKEv2协议进行测试。对两种广泛使用的支持IKE协议实现的开源软件strongSwan和Libreswan进行测试,发现4个未公开漏洞;通过与其他模糊测试工具对比,评估了IKEChecker在漏洞检测方面的效率。

网络通信中嵌入式TCP/IP协议单片机技术的应用

嵌入式系统已经是当前网络通信的主要技术。单片机在嵌入式系统开发与实现中的多个环节发生作用。为此,文章重点探讨在网络通信系统嵌入式协议中单片机的具体应用。首先对嵌入式协议技术的总体架构与技术细节进行了汇总;其次对单片机技术及其作用进行了探讨;最后从多个方面分别分析了单片机在具体电路中的应用。以期为后续的产品开发与技术应用奠定基础。

CARINA:一种高效的解决IoT互操作性的应用层协议转换方案

为了解决物联网设备众多、协议众多,以及协议架构和应用场景不同引发的物联网设备互操作性问题,针对应用层使用广泛的HTTP等4种协议,提出了一种基于协议包解析和关键方法映射的高效可扩展的应用层协议转换方案。考虑到4种协议的基础架构、消息格式、通信模式以及应用场景具有较大差异,该方案通过对协议原始数据包进行解析和关键信息提取,然后统一以键值对的形式进行信息存储,解决了不同协议信息存储的统一性问题。通过构造关键方法映射表,将不同协议的方法进行映射,实现了不同协议之间的互联。实验结果表明,基于所提方案实现的协议转换系统能很好地完成4种协议之间的消息转换。相比同类型的Ponte方法,在相同实验条件下,所提方案的转换速度都优于Ponte,甚至在某些情况下表现出了将近10倍的速度差距,同时支持多出一倍的转换类型。实验结果验证了所提方法在可扩展性和转换时间等效率方面相比同类型的协议转换算法具有显著提升。

基于MQTT协议的轻量化文本信息分发技术研究

随着卫星通信网络的发展,基于卫星通信网络实现手机、平板电脑等移动通信设备之间的通信成为研究的热点。由于其采用无线电波进行信号传输,且需要经过多个中继站进行信号的转发和处理,导致存在网络延时大、丢包率高以及信道狭窄等问题。针对文本信息在卫星通信网络下的分发过程存在效率低下、可靠性不高的问题,设计一种基于MQTT(Message Queuing Telemetry Transport)协议的轻量化文本信息分发技术。该技术使用MQTT协议作为消息传输协议,在文本信息分发前对MQTT协议进行主题设计、发布订阅机制设计、设备连接设计以及设备心跳设计,确保设备之间的连通性;在文本信息的分发过程中,设计数据校验加密算法、文本信息轻量化处理方法和离线消息存储机制,保证文本信息分发的安全性、可靠性。实验结果表明:相较于传统的基于JSON数据的文本信息分发技术,该技术在提高文本信息分发效率的同时,可确保信息分发的安全性、完整性和稳定性。

基于多协议融合的弱电机房一体化管控及其策略研究

随着高校信息化建设和应用的深入,弱电机房及其内部的智能化设备数量与日俱增。设备的安全运行状态监测和机房环境监测报警成为学校信息化运维管理工作中的重要内容。不同类型监测设备、管控设备之间的通信协议严重影响了运维管理效率和质量。通过构建多协议融合一体化管控平台,可实现数据传输、协议转换、数据分析预警、智能管控一体化,加强不同系统间设备的互联互通,提升管理效率和水平。

一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC协议

现有太赫兹无线局域网定向MAC(Medium Access Control)协议中,节点移动情况下PNC(PicoNet)发送beacon帧时存在部分控制字段浪费、CTAP(Channel Time Allocation Period)中PNC与DEV(Device)进行波束赋形开销偏大等问题。为此,提出了一种移动感知的太赫兹无线局域网定向MAC(Mobility-aware Directional MAC,MA-MAC)协议。该协议采用基于卡尔曼算法的节点扇区预测机制对移动节点的扇区范围进行迭代预测,采用基于DEV扇区预测的beacon帧内容填充机制对beacon帧中时隙分配字段进行填充,采用基于节点扇区预测的快速波束赋形机制使得PNC与DEV之间波束赋形操作简化。通过仿真验证,与基于IEEE 802.15.3c的太赫兹无线局域网定向MAC协议和现有协议进行对比,MA-MAC协议下网络吞吐量得到了提升,网络平均时延、网络整体控制开销得到了改善。

基于邻节点数目和位置信息改进的AODV路由协议

针对在节点密度大的网络下按需平面距离向量(AODV)路由协议延时大、网络拥塞、分组抵达率低等问题,提出了基于邻居节点数目和节点位置信息改进的AODV-C协议。当网络中的无人机(UAV)节点的邻居节点数量较少时,只允许前进区域上的节点转发数据包;数量较多时,在前进区域内且距离源节点远的邻居节点转发数据包,限制数据包的转发节点数量和转发的区域。仿真结果表明:改进的路由协议与AODV、AODVE相比,提高了路由稳定性与可靠性,能够更好地适应节点密度大的网络环境。

高效低时延分级多PAN太赫兹无线网络MAC层优化协议

针对现有分级多PAN太赫兹无线网络MAC(Medium Access Control)协议中存在的子网形成方案不合理以及私有CTA(Channel Time Allocation)与子网内实际负载不匹配等问题,提出了一种高效低时延的MAC层优化协议.该协议采用基于泛听的按需形成子网机制避免了子网分布不均匀以及因子网形成后没有节点加入而造成的私有CTA资源浪费的问题.在子网形成后,子微微网协调器(Piconet Coordinator,PNC)根据子网内实际负载情况自适应选择私有CTA时隙资源优化机制,让有数据传输需求的节点及时将数据发出.仿真结果表明,所提出的方案能有效地降低数据帧平均接入时延,提高吞吐量以及数据帧的传输成功率.

基于排队论的一种高吞吐量信道分配协议设计

针对复杂多变的认知无线电系统中难以为次用户高效分配信道的问题,提出了一种高吞吐量信道分配协议——TKMA协议。该协议根据主用户(PU)活动、次用户(SU)实时业务需求、信道条件等信息构建用户信道的效用矩阵,在保障PU通信质量的前提下以SU系统总效用值最大化为目标进行信道分配,并利用改进Kuhn-Munkras算法结合轮询调度进行求解。为了评估该协议性能,建立了通用的多用户多信道认知无线电系统模型,利用排队理论描述数据包传输过程,并通过马尔可夫稳态求解推导出SU的性能指标。实验结果表明,与以往提出的化简方法和传统的公平随机分配协议相比,使用TKMA协议在SU系统总的吞吐量、平均时延、平均队长、拒绝率等指标上都取得了更优的结果,证明了所提协议和系统模型的有效性。

无人机安全通信协议研究综述

随着新技术的快速发展,无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)在民事及军事活动中的应用越来越广泛。尽管无人机具有实用性优势,但是由于其无线信道的广播特性,导致其通信易受监听、篡改,甚至可能被劫持,无人机面临的这些安全性问题亟待解决。为了克服这些安全威胁,研究人员一直致力于安全通信协议的研究,以保护无人机,使其免受攻击者的攻击。无人机是资源受限的空中平台,因此研究轻量级、实时性强、安全性高的通信协议,分析其漏洞和弱点变得至关重要。探索了适用于无人机通信的安全协议技术体制,为未来各场景中无人机安全协议设计及工程实践提供有意义的借鉴。

基于HSA技术的IEC104协议安全设计方案

以电力行业广泛使用的IEC104协议为研究对象,对该协议的报文结构进行分析并找出其存在的安全隐患和漏洞;提出增加安全信息控制字段,对核心数据进行加密处理,形成安全通信协议APDUSec;在不改变原有传输模式下,采用了RSA加密算法和HMAC认证算法,确保了协议的保密性、完整性和不可否认性;为解决电力通信系统中存在的通信链路故障,借助HSA技术来解决环路检测和分片安全问题.仿真测试结果表明:APDUSec在一定程度上能有效满足信息保密与身份认证的需要,HSA技术在检测环路、传输效率等方面具有一定的优势.本文结果对IEC104协议运行的安全性和可靠性研究具有一定的参考价值.

一种基于MQTT协议的物联网传感节点设计与实现

本文提出了一种基于MQTT协议的物联网传感节点的设计与实现方案。该物联网传感节点端以ESP32微处理器为核心,连接各类传感器和设施设备,嵌入MQTT协议,实现远程采集交互数据及测控设施设备。远程测控端采用Python语言嵌入MQTT协议设计,实现数据接收、分析、显示和存储。传感节点端与远程测控端通过互联网,与MQTT代理服务器通信连接,实现安全、稳定、可靠的主题消息发布/订阅。