Bu öğeden alıntı yapmak, öğeye bağlanmak için bu tanımlayıcıyı kullanınız:
http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50533| Başlık: | Методи та програмно-апаратні засоби обміну даними між мережами Modbus TCP і Modbus RTU |
| Diğer Başlıklar: | Methods and hardware–software tools for data exchange between Modbus TCP and Modbus RTU networks |
| Yazarlar: | Долгушин, Ярослав Валерійович Dolhushyn, Yaroslav |
| Affiliation: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя Ternopil Ivan Puluj National Technical University |
| Bibliographic description (Ukraine): | Долгушин Я.В. Методи та програмно-апаратні засоби обміну даними між мережами Modbus TCP і Modbus RTU : кваліфікаційна робота на здобуття ступеня магістр: спец. 123 — комп’ютерна інженерія / наук.кер. Є.В. Тиш. — Тернопіль: ТНТУ, 2025. — 86 с. |
| Bibliographic description (International): | Dolhushyn Y. Methods and hardware–software tools for data exchange between Modbus TCP and Modbus RTU networks : Master Thesis „123 — Computer Engineering“ / Yaroslav Dolhushyn - Ternopil, TNTU, 2025 – 86 p. |
| Yayın Tarihi: | 12-Ara-2025 |
| Submitted date: | 22-Haz-2025 |
| Date of entry: | 22-Ara-2025 |
| Yayıncı: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Country (code): | UA |
| Place of the edition/event: | Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя |
| Supervisor: | Тиш, Євгенія Володимирівна Tysh, Ievgeniia |
| Committee members: | Литвиненко, Ярослав Володимирович Lytvynenko, Iaroslav |
| UDC: | 004.45 |
| Anahtar kelimeler: | 123 комп’ютерна інженерія програмно-апаратний шлюз Modbus TCP Modbus RTU промислові мережі мікроконтролер маршрутизація даних автоматизовані системи керування hardware-software gateway industrial networks microcontroller data routing automated control systems. |
| Number of pages: | 86 |
| Özet: | Кваліфікаційна робота присвячена дослідженню методів і засобів інтеграції промислових мереж Modbus TCP та Modbus RTU на основі програмно-апаратного шлюзу. У роботі виконано аналіз сучасних підходів до побудови промислових комунікаційних систем, розглянуто особливості протоколів Modbus RTU і Modbus TCP, а також проблеми їх спільного використання в автоматизованих системах керування технологічними процесами.
У межах дослідження розроблено програмно-апаратний шлюз, який забезпечує двосторонню конвертацію даних між мережами Ethernet та RS-485. Програмна частина системи реалізована з використанням операційної системи реального часу FreeRTOS і мережевого стеку lwIP, що дозволяє організувати багатозадачну обробку запитів, підтримку кількох TCP-з’єднань та гнучку маршрутизацію Modbus-повідомлень.
Отримані результати можуть бути використані для модернізації існуючих автоматизованих систем керування, інтеграції застарілого обладнання в сучасні мережі та побудови масштабованих промислових комунікаційних рішень. The Master’s graduation thesis is dedicated to the study of methods and tools for integrating Modbus TCP and Modbus RTU industrial networks based on a hardware-software gateway. The work analyzes modern approaches to the design of industrial communication systems, examines the characteristics of Modbus RTU and Modbus TCP protocols, and identifies the challenges of their joint operation within automated process control systems. As part of the research, a hardware-software gateway was developed, providing bidirectional data conversion between Ethernet and RS-485 networks. The software architecture is implemented using the FreeRTOS real-time operating system and the lwIP network stack, enabling multitasking request processing, support for multiple simultaneous TCP connections, and flexible routing of Modbus messages. The obtained results can be applied to the modernization of existing automated control systems, integration of legacy equipment into modern industrial networks, and development of scalable industrial communication solutions. |
| Content: | ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ 7 ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЙ ТА РІШЕНЬ ДЛЯ ІНТЕГРАЦІЇ МЕРЕЖ MODBUS 11 1.1. Актуальність теми 11 1.2. Мета і завдання дослідження 12 1.3. Об’єкт і предмет дослідження 13 1.4. Огляд стандартів і технологій 15 1.5. Огляд існуючих рішень і наукових праць 20 1.6. Вимоги до шлюзу 23 1.7. Підсумки аналітичного огляду 25 РОЗДІЛ 2 ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ПОБУДОВИ ПРОГРАМНО-АПАРАТНОГО ШЛЮЗУ MODBUS 27 2.1. Загальна модель архітектури програмно-апаратного шлюзу 27 2.2. Розробка внутрішньої логіки конвертації 30 2.3. Моделі маршрутизації та правила трансляції 32 2.4. Алгоритми обробки запитів і черг 34 2.5. Механізм конфігурації через AT-команди по TCP 36 2.6. Проблеми сумісності та рішення 38 2.7. Підсумки теоретичних досліджень 39 РОЗДІЛ 3 ПРАКТИЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ ШЛЮЗУ MODBUS 43 3.1. Опис реалізованого пристрою 43 3.2. Схема системи та апаратні рішення 46 3.3. Архітектура програмного забезпечення 49 3.4. Реалізація перетворення Modbus TCP ↔ Modbus RTU 53 3.5. AT-інтерфейс та конфігурація пристрою 56 3.6. Налаштування маршрутизації 63 3.7. Тестування системи 63 3.8. Практична доцільність застосування та рекомендації щодо удосконалення 67 3.9. Підсумки практичної реалізації 69 РОЗДІЛ 4 ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ 70 4.1. Охорона праці 70 4.2 Безпека в надзвичайних ситуаціях 72 ВИСНОВКИ 75 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 77 Додаток А Тези конференцій Додаток B Лістинг коду |
| URI: | http://elartu.tntu.edu.ua/handle/lib/50533 |
| Copyright owner: | © Долгушин Ярослав Валерійович, 2025 © Dolhushyn Yaroslav, 2025 |
| References (Ukraine): | Долгушин Я.В., Тиш Є.В. Розробка алгоритму адаптаДолгушин Я.В., Тиш Є.В. Функціональна модель та методи оптимізації затримок у трансляції протоколів Modbus RTU–TCP. Матеріали XIІI науково-технічної конференції «Інформаційні моделі, системи та технології» (17-18 грудня 2025 року). Тернопіль: ТНТУ. 2025. 113 с.ції протоколу Modbus для передачі даних у системи IIOT через протокол MQTT. Матеріали XIІI науково-технічної конференції «Інформаційні моделі, системи та технології» (17-18 грудня 2025 року). Тернопіль: ТНТУ. 2025. 112 с. ДСТУ IEC 61131-2:2006. Контролери програмовані. Частина 2. Вимоги до обладнання та випробування. Держспоживстандарт України, 2006. 116 с. ДСТУ EN 61508-1:2012. Функціональна безпека електричних, електронних, програмованих електронних систем, пов'язаних з безпекою. Київ : Мінекономрозвитку України, 2013. 94 с. Лупенко С.А., Пасічник В.В., Тиш Є.В. Комп’ютерна логіка. Навчальний посібник. Львів: Видавництво “Магнолія - 2006”, 2024. 354 с. Луцик Н. С., Луцків А. М., Осухівська Г. М., Тиш Є. В. Методичні рекомендації до виконання кваліфікаційної роботи магістра для студентів спеціальності 123 «Комп’ютерна інженерія». ернопіль: ТНТУ ім. І. Пулюя, 2024. 45 с. Луцків А., Лупенко С., Пасічник В. Паралельні та розподільнені обчислення. Навчальний посібник. Львів: Видавництво «Магнолія 2006», 2024. 566 с. Микитишин А. Г., Митник М. М., Стухляк П. Д. Телекомунікаційні системи та мережі. Тернопіль: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя, 2017. 384 с. НПАОП 0.00-7.15-18. Вимоги щодо безпеки та захисту здоров’я працівників під час роботи з екранними пристроями. Київ: Міністерство соціальної політики України, 2018. 12 с. Озарків Т., Жаровський Р. Оптимізація роботи протоколу EIGRP в умовах великих мереж зі складною топологією. Матеріали XІI Міжнародна науково-технічна конференція молодих учених та студентів «Актуальні задачі сучасних технологій» (6-7 грудня 2023 року). Тернопіль: ТНТУ. 2023. C. 442. Паламар М.І., Стрембіцький М.О., Паламар А.М. Проектування комп’ютеризованих вимірювальних систем і комплексів. Навчальний посібник. Тернопіль: ТНТУ. 2019. 150 с. 76 Свергун С., Жаровський Р. Тестування програмного забезпечення побудованого на мікросервісній архітектурі. Матеріали X науково-технічної конференції Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя «Інформаційні моделі системи та технології» (7-8 грудня 2022 року). Тернопіль: ТНТУ. 2022. C. 92. Слюз І., Жаровський Р. Критерії ефективності тестування комп’ютерної інформаційної системи. Матеріали XІ Міжнародна науково- технічна конференція молодих учених та студентів «Актуальні задачі сучасних технологій» (7-8 грудня 2022 року). Тернопіль: ТНТУ. 2022. C. 174. Стручок В.С. Методичний посібник для здобувачів освітнього ступеня «магістр» всіх спеціальностей денної та заочної (дистанційної) форм навчання «Безпека в надзвичайних ситуаціях». Тернопіль: ФОП Паляниця В.А. 156 с. Стручок В.С. Навчальний посібник «Техноекологія та цивільна безпека. Ч. «Цивільна безпека»». Тернопіль: ФОП Паляниця В. А. 156 с. Тиш Є.В. Узагальнений алгоритм синтезу компонентів комп'ютерних систем на основі мікропрограмних автоматів. Вчені записки Таврійського національного університету імені В.І. Вернадського. Том 36 (75), № 1, Ч.2., 2025. С. 247-253. Ltd., 2020. 240 с. Barry R. Mastering the FreeRTOS Real Time Kernel. Real Time Engineers Bosch Rexroth. Practical Application of Modbus RTU in Industrial Automation. – Bosch Rexroth, 2020. 65 с. Hermanson J. RS-485 and RS-422 Standards Overview and System Configurations. Texas Instruments, 2015. 28 p. 77 Modbus Application Protocol Specification V1.1b3. Modbus Organization, 2012. 52 с. Modbus Messaging on TCP/IP Implementation Guide V1.0b. Modbus Organization, 1998. 32 с. Modbus over Serial Line Specification and Implementation Guide V1.02. Modbus Organization, 2006. 47 с. Osukhivska H., Lobur T., Shylinska I., Lupenko S., Tysh Ie. Method for Estimating the Convergence Parameters of Dynamic Routing Protocols in Computer Networks. IEEE 16th International Conference on Computer Science and Information Technologies. Lviv. 2021. Schneider Electric. Modicon Modbus Protocol Reference Guide PI– MBUS–300 Rev. J. Schneider Electric, 1996. 150 с. Schneider Electric. RS-485 Network Guidelines. Schneider Electric, 2011. – 40 с. STMicroelectronics. HAL Library User Manual. Geneva: STMicroelectronics, 2020. 536 с. STMicroelectronics. RM0090: STM32F407 Reference Manual. Geneva: STMicroelectronics, 2018. 177 с. Tysh Ie. Approach And Method Of Evaluation Of The General Reliability Indicator Of Computer Systems. International Scientific Journal Computer Systems And Information Technologies. Khmelnytskyi : Khmelnytskyi National University №3. 2021.P.74-80. |
| Content type: | Master Thesis |
| Koleksiyonlarda Görünür: | 123 — комп’ютерна інженерія |
Bu öğenin dosyaları:
| Dosya | Açıklama | Boyut | Biçim | |
|---|---|---|---|---|
| Yaroslav_Dolhushyn.pdf | 3,76 MB | Adobe PDF | Göster/Aç |
DSpace'deki bütün öğeler, aksi belirtilmedikçe, tüm hakları saklı tutulmak şartıyla telif hakkı ile korunmaktadır.
Yönetim Araçları