Modbus與工業控制網絡在醫療設備中的應用研究

李曉明，顏忠平

Modbus與工業控制網絡在醫療設備中的應用研究

李曉明，顏忠平

目的：探討Modbus及基于TCP/IP的工業以太網在醫療設備通信以及設備控制中的應用，研究通信的實時性和指令響應時間。方法：為了分析設備的運行情況，采用對設備的運行日志進行分析及對數據總線上的通信數據包傳送進行監控2種方法來獲取指令響應周期的實際數據。結果：高工作負荷的情況下，平均指令響應周期為34ms，最大響應周期為71ms。結論：對于實時響應周期要求小于100ms的醫療設備，使用Modbus和工業以太網絡組合，完全可以滿足設備使用的要求。

Modbus；工業控制網絡；UDP；設備控制；實時性；指令響應周期

0 引言

將工業以太網應用到醫療設備中，設備擴展性和組合性均可以大大提高。將工業以太網與以太網或Internet連接，用戶可通過網絡實現遠程監控和遠程維護，這樣就提高了設備的可維護性和維護的效率。通過在控制的各個層面，對性能、功能及通信要求進行仔細分析，采用統一的硬件和軟件架構，使設計人員不但能夠在最有競爭力的價格下獲得最有效的解決方案，而且還可以通過軟件復用來降低軟件的開發成本，從而大幅縮短設計開發周期。

1 材料和方法

1.1 Modbus和TCP/IP以太網介紹

用戶數據包（user datagram protocol，UDP）協議是TCP/IP組中的傳輸層協議，也是一種無連接的協議。它在開放式系統互聯（open system interconnection，OSI）參考模型中位于第四層，也就是傳輸層，處于IP協議的上一層。UDP具有資源消耗小、傳輸速度快的特點[1]，很適合嵌入式單片機使用。……