Modbus TCP/IP-pohjainen moottorinohjaussovellus Raspberry Pi:llä
Vehmas, Pyry (2021)
2021
Tekniikan ja luonnontieteiden kandidaattiohjelma - Bachelor's Programme in Engineering and Natural Sciences
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-04-29
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104284079
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104284079
Tiivistelmä
Tässä kandidaatintyössä perehdytään Modbus TCP/IP-protokollan toimintaan, ja selvitetään Raspberry Pi:n käyttömahdollisuutta toimia Modbus TCP/IP-verkon asiakaslaitteena. Työn sisällön voi jakaa kahteen erilliseen osaan: luvut 2-4 tar joavat työn teoriaosan ja luku viisi tarjoaa selvityksen työn käytännönosuudesta, jossa toteutettiin Modbus TCP/IP-pohajainen moottorinohjaussovellus Raspberry Pi:llä.
Luvussa kaksi perehdytään automaatiojärjestelmien peruselementteihin, auto maation luokittelutapoihin, sekä fyysisen kerroksen kahteen eri tiedonsiirtota paan: kenttäväyliin ja teolliseen Ethernettiin. Luku kolme keskittyy tiedonsiirtopro tokolliin, sekä protokollien kerrosmaleihin. Luvussa esitellään kaksi tunnettua ker rosmallia: OSI- ja TCP/IP-viitemallit. Kerrosmallien lisäksi luvussa käydään läpi myös IP- ja TCP-protokollien perustoimintaperiaatteita. Luku neljä jatkaa proto kollateemasta, mutta keskittyy työn kannalta oleellisimpaan protokollaan, eli Modbus-protokollaan. Luvun alussa käydään läpi protokollan yleinen toimintape riaate, sekä Modbus-viestin rakenne. Tämän jälkeen keskitytään protokollan tuo reimpaan, sekä tässäkin työssä käytettyyn Modbus TCP/IP-versioon, ja selvite tään sen eroavaisuutta kahteen aiempaan, eli Modbus ASCII- ja RTU-versioihin.
Luvussa viisi käydään läpi työn käytännönosuudessa toteutettua Modbus TCP/IP-sovellusta. Luvun alussa tutustutaan sovelluksessa käytettyihin laittei siin, sekä ohjelmistoihin. Laitteistoselvityksen jälkeen alkaa osuus, missä käy dään läpi itse sovellusohjelman toteuttamista ja sen dokumentaatiota. Dokumen taatiossa apuna on käytetty erilaisia toimintaa havainnollistavia UML-kaaviota, kuten: luokka-, käyttötapaus-, tila- ja sekvenssikaaviota. Työn loppuun on vielä lisättynä liite, joka sisältää sovellusohjelman lähdekoodin.
Luvussa kaksi perehdytään automaatiojärjestelmien peruselementteihin, auto maation luokittelutapoihin, sekä fyysisen kerroksen kahteen eri tiedonsiirtota paan: kenttäväyliin ja teolliseen Ethernettiin. Luku kolme keskittyy tiedonsiirtopro tokolliin, sekä protokollien kerrosmaleihin. Luvussa esitellään kaksi tunnettua ker rosmallia: OSI- ja TCP/IP-viitemallit. Kerrosmallien lisäksi luvussa käydään läpi myös IP- ja TCP-protokollien perustoimintaperiaatteita. Luku neljä jatkaa proto kollateemasta, mutta keskittyy työn kannalta oleellisimpaan protokollaan, eli Modbus-protokollaan. Luvun alussa käydään läpi protokollan yleinen toimintape riaate, sekä Modbus-viestin rakenne. Tämän jälkeen keskitytään protokollan tuo reimpaan, sekä tässäkin työssä käytettyyn Modbus TCP/IP-versioon, ja selvite tään sen eroavaisuutta kahteen aiempaan, eli Modbus ASCII- ja RTU-versioihin.
Luvussa viisi käydään läpi työn käytännönosuudessa toteutettua Modbus TCP/IP-sovellusta. Luvun alussa tutustutaan sovelluksessa käytettyihin laittei siin, sekä ohjelmistoihin. Laitteistoselvityksen jälkeen alkaa osuus, missä käy dään läpi itse sovellusohjelman toteuttamista ja sen dokumentaatiota. Dokumen taatiossa apuna on käytetty erilaisia toimintaa havainnollistavia UML-kaaviota, kuten: luokka-, käyttötapaus-, tila- ja sekvenssikaaviota. Työn loppuun on vielä lisättynä liite, joka sisältää sovellusohjelman lähdekoodin.
Kokoelmat
- Kandidaatintutkielmat [8996]