摘要：为了实时、快捷地了解测控现场设备运转的情况，规划了一种依据Modbus TCP和WEB的实时监控体系。该体系规划依据dsPIC30F6014单片机，完结对收集模块的操控，并经过ASP.NET创立的动态WEB阅读器和SQL强壮的数据库功用完结实时监控。结果表明，该体系能快速、便利、实时地动态显现设备的各项运转目标。
导言
跟着自动化职业和操控技能的不断开展和前进，现场设备之间的通讯不再只是局限于设备与操控器之间，人机之间的交互也越来越遍及。现场总线作为信息传输的主干道，现已不再局限于现场的短间隔通讯，其运用规划日益扩展、复杂化，人们对现场设备的监控也提出了越来越高的要求。关闭的总线环境现已不能满意现代自动化操控的要求，为了下降设备的保护本钱，进步企业和公司的出产功率，需求对现场设备的运转进行实时的监测和操控。
近年来，很多先进的长途监控技能开端运用于现场总线和长途客户端的交流，但Modbus协议现在还仅限于现场总线上，只需依据TCP/IP的协议才干经过以太网完结超远间隔的传输，为此 Modbus TCP/IP应运而生。笔者经过对Modbus TCP协议的研讨，将油井现场收集的数据经过以太网、WiFi等设备传送到远间隔的客户端，并经过阅读器终端实时地显现现场设备的运转情况，为客户供给一种长途实时监控的解决方案。
1 监控体系的整体规划
本监控体系的规划原理：运用dsPIC30F6014A单片机搭载底层的硬件电路收集数据，选用Modbus TCP/IP协议经过无线收发器传输至Int ernet，在此根底之上，运用C#言语编程，结合ASP.NET创立的动态WEB页面和SQL Server数据库的拜访链接技能，规划了一种实时监控的WEB渠道，达到了对现场设备的实时监控的意图。
实时监控体系主要由现场收集体系、数据传输、数据库体系、客户端体系4部分组成，其整体示意图如图1所示。
在本监控体系中，现场收集体系主要由单片机体系和RTU组成，单片机体系收集数据并传给RTU，RTU将数据进行存储，并随时等候服务器端的数据恳求指令。当收到服务器端数据恳求指令时，RTU依据传输的间隔挑选不同的传输方法，近间隔传输选用无线模块传输，远间隔传输挑选Internet网络传输，数据库服务器对上传的数据进行剖析和判别，将契合信息帧格局的数据进行处理并存储在数据库中。一起，选用B /S方法，阅读器终端用户可经过在阅读器地址栏输入服务器IP，以动态网页的方法阅读、查询多个设备数据;享有权限的办理人员可对出产现场设备进行长途办理和操控。只需有网络的当地就能运用该体系，完结对现场设备的数据实时监控。
2 硬件原理规划
图2为下位机硬件原理框图。其中心是dsPIC30F6014A单片机，主要由数据收集模块、电路保护模块、传输模块和体系配置模块组成。传感器对现场数据进行收集，经过A/D转化送到单片机，单片机经UART串口和无线模块将数据传送到嵌入式TCP/IP协议串口服务器，并经过Internet上传至数据库服务器中存储。阅读器终端能够经过WEB服务器拜访数据库服务器了解现场设备的运转状况。为了确保体系的安全可靠性，在规划中增加了过流、过压、和防雷击等保护电路。硬件实物图如图3所示。
3 体系软件规划
体系软件的整体结构如图4所示，作为监控体系的办理人员，在阅读器终端能够完结用户办理、数据处理、阅读器实时显现当时数据和历史数据查询4个功用模块的操作。在用户办理界面，能够完结暗码设置、用户增加和权限没置等功用;在数据处理中，办理人员能够对上传的数据进行存储备份，并保存到数据库服务器中，以供阅读器终端拜访;在WEB渠道中，能够对上传的数据进行实时的显现，对历史数据能够进行随时查询和曲线剖析。
4 Modbus TCP协议
Modbus TCP协议以一种十分简略的方法将Modbus帧嵌入到TCP帧中，使其成为工业以太网运用层协议，并以其简略性、开放性、实时性及数据传输量大等特色，在工业自动化范畴得到广泛的运用。
Modbus TCP协议规则每个操控器都需求有自己的地址，按地址辨认发来的音讯。假如需求回应，则操控器生成反应信息并用Modbus TCP协议帧宣布，但格局有必要严格遵守协议规则，其运用数据单元(ADU)由MBAP报文头、功用码和数据域3部分构成，如图5所示。
5 数据传输的完结
5.1 现场与服务器端的数据传输
当油井散布较涣散，传输间隔比较远且超越1 km时，能够运用GPRS网络进行传输;当油井散布比较会集，传输间隔近，不超越1 km时，可挑选运用无线模块进行组网传输。
现场与服务器端的数据传输流程如图6所示，在体系运转时应首要发动数据库服务器、初始化套接字库。树立通讯套接字后，服务器进入端口监听状况。当有现场终端向服务器宣布衔接恳求时，服务器开一个线程树立衔接，并发动数据恳求守时器。当守时时刻届时，服务器向已树立衔接的现场终端发送Modbus TCP协议恳求帧格局的数据恳求。现场终端在接收到数据恳求后，对信息帧格局进行剖析，假如契合协议，则将数据依照Modbus TCP协议呼应帧格局上传，不然不呼应。
5.2 阅读器端与服务器端的数据传输
B/S方法是WEB鼓起后的一种网络结构方法，即阅读器/服务器，与C/S方法比较，具有能够随时随地进行查询和阅读、保护简略便利、更新简略以及共享性强等特色，契合实时网络监控体系的开展要求。阅读器端与服务器端的数据传输选用的便是B/S方法。
B/S方法的作业流程如图7所示。当客户端经过阅读器终端拜访数据库服务器时，首要阅读器端经过Internet宣布一个WEB恳求，当WEB服务器收到恳求后，将恳求交给ASP.NET Framework，此刻ASP.NET Framework会向数据库服务器恳求适宜的源代码文件。数据库服务器将源代码的内容回来给ASP.NET Framework，后者履行源代码生成HTML输出回来给WEB服务器，这时WEB服务器会将恳求的文件以动态网页的方法将HTML显现在计算机阅读器页面上。
结语
本文提出并完结了依据ModbusTCP及WEB的实时监控体系，较完善地完结了油井现场设备的实时监控。体系依据功用强壮的dsP%&&&&&%30F6014单片机开发了底层硬件环境，开放式的ModbusTCP通讯协议，灵敏的组网方法，结合最新的ASP.NET技能的B/S方法与SQL数据库的规划，使体系具有界面友爱、功用强壮、履行速度快且体系容错性、兼容扩展性好等特色，不仅能完结油井的监控，并且可广泛运用于工业现场的任何智能设备，具有很好的推行远景。
