基于Modbus TCP的发射机远程监控系统的设计
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基金项 目： 陕西省科技攻关项 目（ ２ ０ ０ ８ Ｋ０ ５ — ２ ６ ） ； 陕西省教育厅科技计划项 目（ ０ ９ Ｊ Ｃ２ ０ ） ； 陕西科技大学研 究生创 新基金项 目
投稿网址ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． Ｖ ｉ ｄ ｏ ｏ Ｅ ． Ｃ ｌ ｆ ｌ 《 电 视技术 》 第３ ７ 卷第８ 期（ 总第４ １ ０ 期） ｂ， ＾ ■ －
机房播 出 自动化 ， 做 到无人值 守。 期， 查 询周 期 由 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 主机 发起 ， 从机 收到 主机 发来 的 查询 指令 验证 后 ， 在 响应 周期 中 回传 主机 需要 的数 据 。 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 通信过程都 以一个独立 的事 务进行 处理 。 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 通 信 的消息格 式为 ＭＢ Ａ Ｐ报文头 、 功 能 码 和数 据 。其 中 ， ＭＢ Ａ Ｐ 报文头（ Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 应用 协 议 报 文
头） 是 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ／ Ｔ Ｃ Ｐ主从 机 识别 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 应 用 数据 单 元 的
一
１ 广播发射机控制 系统 组成结构
发 射机远程监控系统 由远程控 制 中心和发射机控 制 系统两部 分组成 ： 远程监 控 中心是 由一 台或多 台计算机
组成 ， 通 过监控软件实 时显示 与查询 发射机运行状态 ， 同
着发射 机稳定 性提 高 、 机房硬 件条件 的改善 及 网络 的普 及， 使 得这种 工作模 式成为 可能 。通 常发射 机通过 以下 方式 实现远 程通信 ： 采用 Ｒ Ｓ 一 ４ ８ ５ 加 中继 器 的方 式 ， 通信
Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ 接 口加 调制解 调器 或 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 等方式 ］ 。而这 两种
党宏 社 ， 张新 院 ， 姚 勇
（ 陕西科技 大学 电气与信息工程学院， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ）
【 摘
要 】针 对 目前广 播 电视 发 射 台人 工现 场 监控 发 射机 工 作效 率低 ， 环境艰苦、 维 护 工作 量 大 等 一系 列 问题 ， 设计 了基 于
Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ通 信 的发 射机 远程 监控 系统 ， 实现 发射 机远 程开 关机 、 参数 设置 和工 作状 态 显示 ， 描 述 了采用 客 户机 与服 务器模 型的设 计过 程。 系统 已联机 应用 于广播 台控 制 系统 中， 运 行效 果 良好 。
议 数据 单元 ， 与 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 串行链 路 完全相 同。在 Ｐ Ｄ Ｕ（ 包 括 功能码 与数据 两部分 ） 单元 中的功能码用 于表示 主机
请求从 机执行 的任务类型或者从机 响应 的类 型 。
放性 和透 明性 的工业 网络应 用层协议 ， 广 泛应用 于工业 控制 领域 。本 系统采 用 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 协议 实 现发射 机远
主一 从” 通信原则 ， 主机请求数据 ， 从机 提 控制命 令 的下发功 能 。系统采 用 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 协议 实 现 两者之间遵循 “ 发射机远 程监控 ， 使得 系统维护 、 升级更 方便 ， 可 以实 现 供数 据 。一个 完 整 的通信 过 程包 括查 询 周期 和 响应周
程监控 。Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 协议 在应用层采用 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ消息定
２ 远程监控 系统服务器设计
远 程监 控 系统 服务器 在 发射机 端 完成 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 指令
ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 服务 义， 在传输层 和网络层采用 Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ 。Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 协议采 响应 以及 数 据采集 和控 制功 能 。基 于 Ｍ
【 关键 词】Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ ； 发 射机 ； 远程监控 【 中图分类号】Ｔ Ｎ ９ ４ ９ ． ６ 【 文献标志码 】Ｂ
目前 ， 我 国广播 发射 台一般地处高 山或偏 远地带 ， 环 境较差 ， 发射 台监控 人员还会 直接受 到天线 电磁波 的辐
射， 因此实现远程监控 成为发射 台工作 的努力方 向ｎ １ 。随
时下发 控制命 令 ； 发射机控制 系统通 过以远程 监控系统 发射机 运行状 态及数
据 。广播 发射 机远程 监控系统结构如图 １ 所示 。 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 协议 由施 耐德 电气 发起制定 ， 是一种具 有开
种常用报文头 ， Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｐ Ｄ Ｕ是与基础通信 层无关 的协
■ 翻教 蠕
矿 ｉ 口￡ ｉ ｌ ‘ ｒ ｉ
Ｔ Ｖ
＿
【 本文献信息 】 党宏社 ， 张新 院， 姚勇． 基于 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 的发射机远程监控 系统 的设计［ Ｊ ］ ． 电视技术 ， ２ ０ １ ３ ， ３ ７ （ ８ ）
基于 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ的发射机远程监控系统的设计
方式存 在通信距 离短 、 通信速 度慢等 不足 。随着 以太 网
的发展 ， 以太 网技术也 逐渐应用于工业 网络 中 ， 其具 有速
图１ 广 播发射机远程监控 系统结构
服务器模 型 ， 其中Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 报文传输服 务提供 了 度高 、 抗干扰性强等特 点 ， 但 在设计 中通信协议往往 由开 用客户机／ 服务 器通信 ， 符合 “ 请求／ 响应 ” 的通 信 发者定义 ， 通信 可靠性 低 、 兼 容能力等弱点严重制 约了其 设备之 间的客户 机／
１ 。在通 信 过程 中 ， 通信 链 路 的两端 被分 别定 义 为 进一 步的发 展空 间 。本 文基 于通用 的 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 通 信 模式 ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 主机 （ Ｔ Ｃ Ｐ 客户端 ） 及Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 从机（ Ｔ Ｃ Ｐ Ｊ ］ ￣ 务器 ） ， 协议 ， 采用 客户机／ 服务器模 型 ， 完成发射机 数据 的上传 、 Ｍ
投稿网址ｈ ｔ ｔ ｐ ： ／ ／ ｗ ｗ ｗ ． Ｖ ｉ ｄ ｏ ｏ Ｅ ． Ｃ ｌ ｆ ｌ 《 电 视技术 》 第３ ７ 卷第８ 期（ 总第４ １ ０ 期） ｂ， ＾ ■ －
机房播 出 自动化 ， 做 到无人值 守。 期， 查 询周 期 由 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 主机 发起 ， 从机 收到 主机 发来 的 查询 指令 验证 后 ， 在 响应 周期 中 回传 主机 需要 的数 据 。 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 通信过程都 以一个独立 的事 务进行 处理 。 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 通 信 的消息格 式为 ＭＢ Ａ Ｐ报文头 、 功 能 码 和数 据 。其 中 ， ＭＢ Ａ Ｐ 报文头（ Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 应用 协 议 报 文
头） 是 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ ／ Ｔ Ｃ Ｐ主从 机 识别 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 应 用 数据 单 元 的
一
１ 广播发射机控制 系统 组成结构
发 射机远程监控系统 由远程控 制 中心和发射机控 制 系统两部 分组成 ： 远程监 控 中心是 由一 台或多 台计算机
组成 ， 通 过监控软件实 时显示 与查询 发射机运行状态 ， 同
着发射 机稳定 性提 高 、 机房硬 件条件 的改善 及 网络 的普 及， 使 得这种 工作模 式成为 可能 。通 常发射 机通过 以下 方式 实现远 程通信 ： 采用 Ｒ Ｓ 一 ４ ８ ５ 加 中继 器 的方 式 ， 通信
Ｒ Ｓ 一 ２ ３ ２ 接 口加 调制解 调器 或 Ｇ Ｐ Ｒ Ｓ 等方式 ］ 。而这 两种
党宏 社 ， 张新 院 ， 姚 勇
（ 陕西科技 大学 电气与信息工程学院， 陕西 西安 ７ １ ０ ０ ２ １ ）
【 摘
要 】针 对 目前广 播 电视 发 射 台人 工现 场 监控 发 射机 工 作效 率低 ， 环境艰苦、 维 护 工作 量 大 等 一系 列 问题 ， 设计 了基 于
Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ通 信 的发 射机 远程 监控 系统 ， 实现 发射 机远 程开 关机 、 参数 设置 和工 作状 态 显示 ， 描 述 了采用 客 户机 与服 务器模 型的设 计过 程。 系统 已联机 应用 于广播 台控 制 系统 中， 运 行效 果 良好 。
议 数据 单元 ， 与 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 串行链 路 完全相 同。在 Ｐ Ｄ Ｕ（ 包 括 功能码 与数据 两部分 ） 单元 中的功能码用 于表示 主机
请求从 机执行 的任务类型或者从机 响应 的类 型 。
放性 和透 明性 的工业 网络应 用层协议 ， 广 泛应用 于工业 控制 领域 。本 系统采 用 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 协议 实 现发射 机远
主一 从” 通信原则 ， 主机请求数据 ， 从机 提 控制命 令 的下发功 能 。系统采 用 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 协议 实 现 两者之间遵循 “ 发射机远 程监控 ， 使得 系统维护 、 升级更 方便 ， 可 以实 现 供数 据 。一个 完 整 的通信 过 程包 括查 询 周期 和 响应周
程监控 。Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 协议 在应用层采用 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ消息定
２ 远程监控 系统服务器设计
远 程监 控 系统 服务器 在 发射机 端 完成 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 指令
ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 服务 义， 在传输层 和网络层采用 Ｔ Ｃ Ｐ ／ Ｉ Ｐ 。Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 协议采 响应 以及 数 据采集 和控 制功 能 。基 于 Ｍ
【 关键 词】Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ ； 发 射机 ； 远程监控 【 中图分类号】Ｔ Ｎ ９ ４ ９ ． ６ 【 文献标志码 】Ｂ
目前 ， 我 国广播 发射 台一般地处高 山或偏 远地带 ， 环 境较差 ， 发射 台监控 人员还会 直接受 到天线 电磁波 的辐
射， 因此实现远程监控 成为发射 台工作 的努力方 向ｎ １ 。随
时下发 控制命 令 ； 发射机控制 系统通 过以远程 监控系统 发射机 运行状 态及数
据 。广播 发射 机远程 监控系统结构如图 １ 所示 。 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 协议 由施 耐德 电气 发起制定 ， 是一种具 有开
种常用报文头 ， Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｐ Ｄ Ｕ是与基础通信 层无关 的协
■ 翻教 蠕
矿 ｉ 口￡ ｉ ｌ ‘ ｒ ｉ
Ｔ Ｖ
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【 本文献信息 】 党宏社 ， 张新 院， 姚勇． 基于 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 的发射机远程监控 系统 的设计［ Ｊ ］ ． 电视技术 ， ２ ０ １ ３ ， ３ ７ （ ８ ）
基于 Ｍｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ的发射机远程监控系统的设计
方式存 在通信距 离短 、 通信速 度慢等 不足 。随着 以太 网
的发展 ， 以太 网技术也 逐渐应用于工业 网络 中 ， 其具 有速
图１ 广 播发射机远程监控 系统结构
服务器模 型 ， 其中Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 报文传输服 务提供 了 度高 、 抗干扰性强等特 点 ， 但 在设计 中通信协议往往 由开 用客户机／ 服务 器通信 ， 符合 “ 请求／ 响应 ” 的通 信 发者定义 ， 通信 可靠性 低 、 兼 容能力等弱点严重制 约了其 设备之 间的客户 机／
１ 。在通 信 过程 中 ， 通信 链 路 的两端 被分 别定 义 为 进一 步的发 展空 间 。本 文基 于通用 的 Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ Ｔ Ｃ Ｐ 通 信 模式 ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 主机 （ Ｔ Ｃ Ｐ 客户端 ） 及Ｍ ｏ ｄ ｂ ｕ ｓ 从机（ Ｔ Ｃ Ｐ Ｊ ］ ￣ 务器 ） ， 协议 ， 采用 客户机／ 服务器模 型 ， 完成发射机 数据 的上传 、 Ｍ