[发明专利]基于Labview和Modbus/TCP通信协议的有轨电车实时数据采集系统

说明书

本发明公开了一种基于Labview和Modbus/TCP通信协议的实时数据采集系统，包括主通信模块和数据处理保存模块，以Labview软件队列消息处理器模板为基础，前台页面采用Labview函数库中的以太网通信程序、数据库访问读取程序、图形波形展示控件，后端数据库采用MySQL数据库构建大数据处理与技术服务方式，与传统人机界面开发需要建立Modbus I/O服务器相比，该系统开发步骤更简单，与串口通信相比，以太网组网范围广、兼容性好、抗干扰能力强，满足系统数据通信量大、高效传输等实际应用要求。该系统安装于工业计算机上，可独立调试运行，通过TCP/IP协议与车辆段能量管理系统建立通信连接，再通过问答式传输协议Modbus获取相应的能耗数据，为现代有轨电车能耗管理提供了有力的支撑。

技术领域

本发明属于有轨电车节能管理技术领域，尤其涉及一种基于Labview和Modbus/TCP通信协议的有轨电车实时数据采集系统。

背景技术

近年来随着我国城市化的不断推进，城市人口不断增加，很多城市面临环境污染、能源紧缺和交通拥堵等的问题，发展地铁、轻轨和现代有轨电车等城市轨道交通可以有效缓解这些问题。现代有轨电车以绿色环保、节约能源、噪声小和建设成本低等优点作为许多中小型城市发展城市公共交通的首选。但由于载客量大、缺乏有效节能管理方案等因素使得现代有轨电车车辆运行能耗比较大，车辆运行能耗占运营成本的比例很高，有轨电车的节能管理问题日益突出。为了实现对车辆能耗的有效管理，需开发高效、稳定的数据采集系统，并完善相应的数据库。传统人机界面(HMI)开发过程中需要建立Modbus I/O服务器，开发步骤复杂，另外串口通信自适应差，通信效率低。

本文在现代有轨电车节能管理系统的基础上，开发了一种基于Labview和Modbus/TCP通信协议的现代有轨电车数据采集系统。该系统在LabVIEW环境下开发，在计算机强大的图形用户界面(graphical user interface，GUI)的基础上，充分利用Modbus/TCP通信协议高可靠性、低成本的优势，对运行中的现代有轨电车数据进行记录，为有轨电车实时数据监控和网络化通信提供了一种有效的解决方案。

发明内容

针对上述背景技术中指出的不足，本发明提供了一种基于Labview和Modbus/TCP通信协议的有轨电车实时数据采集系统，旨在解决上述背景技术中现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于Labview和Modbus/TCP通信协议的有轨电车实时数据采集系统，包括主通信模块和数据处理保存模块，模块以Labview软件队列消息处理器模板为基础，前台页面采用LabVIEW函数库中的以太网通信程序、数据库访问读取程序、图形波形展示控件，后端数据库采用MySQL数据库构建大数据处理与技术服务方式，所述系统安装于工业计算机上，所述主通信模块和数据处理保存模块的程序如下：

(1)主通信模块

TCP连接成功后，进入Modbus通信，得到寄存器数据；通过MB Modbus Command toUnit.vi将读取的保持寄存器数据转换为Modbus数据单元，Modbus数据单元通过MBEthernet Transmit.vi按设置好的报文头格式在以太网上进行传输，通过MB EthernetReceive.vi接收Modbus数据单元，同时关闭TCP连接；MB Decode Data.vi将请求发送的数据和接收到的Modbus数据单元进行比对，将接收到的数据存入保持寄存器，最后通过索引数组函数，得到系统所需数据；

(2)数据处理保存模块

①数据表格字段的设计

mysql数据库中建立能耗数据表格，车辆能耗数据表格包括：主键、站名、充电电压、充电电流、车辆能耗和采集时间六个字段；

②数据存储程序设计