Modbus RTU Master 轉(zhuǎn) UDP Server

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展，Modbus 設(shè)備數(shù)據(jù)采集上報(bào)需求日益增加，本文將具體介紹如何利用 EsDA 快速實(shí)現(xiàn)Modbus RTU Master數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)UDP Server數(shù)據(jù)，縮短產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間。

?簡(jiǎn)介

隨著時(shí)代的發(fā)展，數(shù)據(jù)上云等需求越來(lái)越普遍，不同協(xié)議之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，也成了用戶普遍的需求之一。本文將帶大家快速實(shí)現(xiàn)將EPC6450-AWI工控板的Modbus RTU數(shù)據(jù)，快速轉(zhuǎn)發(fā)成UDP服務(wù)器數(shù)據(jù)，并傳送給UDP客戶端，工作框架如圖1。

圖1

本文主要使用本公司的EPC6450-AWI型號(hào)工控板，外接使用Modbus RTU協(xié)議傳輸?shù)臏貪穸?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/變送器/" target="_blank">變送器，讀取相關(guān)溫濕度數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建UDP服務(wù)器，向PC機(jī)上的UDP客戶端實(shí)時(shí)發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)。
?入門基礎(chǔ)

本章內(nèi)容，主要使用modbus_master_in、modbus_parse_in、fscript、log、push、udp_server_ex節(jié)點(diǎn)。用戶在進(jìn)行閱讀之前，需具備一定基礎(chǔ)的AWFlow Designer開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。若剛開始接觸，可閱讀以下文章，進(jìn)行基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。

EsDAMPC-ZC1入門（一）——軟件安裝

EsDAMPC-ZC1入門（二）——LED控制

EsDA應(yīng)用串口服務(wù)器——UDPServer

?硬件前提1. EPC6450-AWI型號(hào)工控板

圖2

2. USB轉(zhuǎn)TTL類型串口設(shè)備

圖3

3. 溫濕度變送器（ModbusRTU協(xié)議，RS485接口）圖4

此傳感器，內(nèi)部使用了Modbus RTU協(xié)議，數(shù)據(jù)分別存儲(chǔ)在地址為0（溫度）和1（濕度）上。

4. Type-C線、網(wǎng)線、杜邦線若干

圖5

?硬件連接圖圖6將USB轉(zhuǎn)TLL接口與DUART接口相接（此處注意RXD接TXD，TXD接RXD），Type-C供電線與工控板Type-C接口相接，網(wǎng)口接eth0接口，溫濕度變送器上的A/B信號(hào)線分別與工控板上的RS485A/RS485B相連，+電源線接于5V，-地線接于GND。
?本章流圖解析圖7

1. 本流圖節(jié)點(diǎn)列表

modbus_master_in節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)讀取從機(jī)的相關(guān)寄存器地址中的數(shù)據(jù)。

modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)解析modbus_master_in獲取的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)類型的數(shù)值數(shù)組。

fscript1節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)對(duì)modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)所生成的數(shù)值數(shù)組進(jìn)行提取，并格式化輸出對(duì)應(yīng)的溫濕度數(shù)據(jù)。

fscript2節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)對(duì)PC上的UDP客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)流進(jìn)行讀取與解析，并傳送給log節(jié)點(diǎn)。

log節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)把接收到的fscript節(jié)點(diǎn)輸出的數(shù)據(jù)，顯示于串口與調(diào)試口。

push節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)將接收到的fscript節(jié)點(diǎn)輸出的數(shù)據(jù)，傳送至udp_server_ex節(jié)點(diǎn)。

udp_server_ex節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)將得到的push節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)發(fā)給PC上位機(jī)上的UDP客戶端。

2. 數(shù)據(jù)流向

通過(guò)RS485接口與Modbus RTU協(xié)議讀取溫濕度變送器的數(shù)據(jù)，對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值化生成對(duì)應(yīng)的數(shù)值數(shù)組，對(duì)生成的數(shù)值數(shù)組進(jìn)行提取，格式化輸出對(duì)應(yīng)的溫濕度情況，并將信息顯示在串口與調(diào)試窗口上，以及發(fā)送至PC上位機(jī)上的UDP客戶端窗口。

?節(jié)點(diǎn)解析1. modbus_master_in節(jié)點(diǎn)圖8

該節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵參數(shù)一覽：

主機(jī)參數(shù)配置，此處配置與配置串口參數(shù)同理，配置如下：

• 讀取模式，該屬性將決定節(jié)點(diǎn)的觸發(fā)方式。分別有：(1)循環(huán)讀取數(shù)據(jù)，該模式節(jié)點(diǎn)將以用戶設(shè)定的周期定時(shí)輸出數(shù)據(jù)，如周期內(nèi)數(shù)據(jù)未被刷新，則在下一周期輸出; (2)根據(jù)輸入的信息讀取從機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)，讀取成功則向下一節(jié)點(diǎn)輸出數(shù)據(jù)。可使用push節(jié)點(diǎn)向此節(jié)點(diǎn)輸入讀取所需要的參數(shù)信息，具體請(qǐng)查看輸入?yún)?shù)。此處我們選用periodic read data模式，即第(1)種。

圖9

（可參照學(xué)習(xí)EsDAMPC-ZC1應(yīng)用——串口服務(wù)器（一），以及EsDAMPC-ZC1應(yīng)用——串口服務(wù)器（二））

• 從機(jī)ID，從機(jī)設(shè)備的ID號(hào)，數(shù)值為0-255。此處從機(jī)ID為1，具體用戶可根據(jù)實(shí)際情況修改。
• 輸出周期，數(shù)值為0-65535，此處我們?cè)O(shè)置為1000。
• 寄存器地址，該值為讀取的起始寄存器地址，數(shù)值為0-65535，此處我們?cè)O(shè)置為0。
• 讀取數(shù)量，數(shù)值為0-1000，此處我們?cè)O(shè)置為2，即讀取兩個(gè)數(shù)據(jù)（分別為溫度和濕度）。
• 寄存器類型，讀取的寄存器類型。分別有：(1)讀取線圈量，此類型的數(shù)據(jù)將輸出uint8_t指針類型的payload;(2)讀取離散量，此類型的數(shù)據(jù)將輸出uint8_t指針類型的payload;(3)讀取保持寄存器，此類型的數(shù)據(jù)將輸出uint16_t指針類型的payload; (4)讀取輸入寄存器，此類型的數(shù)據(jù)將輸出uint16_t指針類型的payload。此處我們?cè)O(shè)置為read holding resgisters，即第(3)種。

2.modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)圖10該節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵參數(shù)一覽：

• 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式，該模式有：(1)單地址數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，此模式只對(duì)某一地址的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此輸出payload是對(duì)應(yīng)地址的單個(gè)數(shù)據(jù)值;(2)多地址數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，此模式對(duì)指定地址及數(shù)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行同一的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的值存入array對(duì)象; (3)全地址數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，此模式對(duì)輸入的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行同一的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的值存入array對(duì)象。注：數(shù)據(jù)地址及長(zhǎng)度必須在modbus輸入節(jié)點(diǎn)的讀取范圍內(nèi)，否則轉(zhuǎn)換將失敗。此處我們選擇multi-address address parse模式，即第(2)種。
• 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換起始地址，此處設(shè)置為0。
• 轉(zhuǎn)換數(shù)量，此處設(shè)置為2。
• 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型，讀取的數(shù)據(jù)格式，對(duì)讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行位整合,例: int32_t:將數(shù)據(jù)地址開始的4byte整合成int32_t類型的值。此處我們選擇16bits-unsigned int類型。
• 大小端選擇，此處選擇配置讀取的存儲(chǔ)大小端模式，此處我們?cè)O(shè)置為小端模式。

3. fscript1節(jié)點(diǎn)該節(jié)點(diǎn)為腳本節(jié)點(diǎn)，具體功能代碼如下。

a = msg.payload
output.payload = "temp:" + array_get(a, 0)/10 + "C, " + "humi:" + array_get(a, 1)/10 + "RH"

此腳本主要實(shí)現(xiàn)將modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)所生成的數(shù)值數(shù)組提取數(shù)值，并進(jìn)行格式化處理，輸出對(duì)應(yīng)的溫濕度數(shù)據(jù)。

4. fscript2節(jié)點(diǎn)

該節(jié)點(diǎn)為腳本節(jié)點(diǎn)，具體功能代碼如下。

b = istream_read_string(msg.istream, 100, 1000)msg.payload = b

此腳本主要實(shí)現(xiàn)讀取 udp_server_ex 節(jié)點(diǎn)接收到的客戶端數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給下一個(gè)節(jié)點(diǎn)（log節(jié)點(diǎn)）。

5.push節(jié)點(diǎn)圖11該節(jié)點(diǎn)用法較為簡(jiǎn)單，直接選擇需要進(jìn)行傳送的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)即可。6. udp_server_ex節(jié)點(diǎn)圖12該節(jié)點(diǎn)主要實(shí)現(xiàn)將push節(jié)點(diǎn)發(fā)送而來(lái)的數(shù)據(jù)，傳達(dá)給連接上來(lái)的UDP客戶端。
該節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵參數(shù)一覽：

端口，本地開放連接的端口號(hào)，取值為1024-60000，此處取值為777。

Multicast，為加入的組播地址，本章不需要填寫。

輸出模式，存在兩種輸出模式可以選擇，第一種為攜帶報(bào)文頭部的模式，第二種為不攜帶報(bào)文頭部的模式，此處我們?cè)O(shè)置為第二種模式payload。

7. log節(jié)點(diǎn)圖13該節(jié)點(diǎn)主要實(shí)現(xiàn)，將上一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸而下的數(shù)據(jù)，打印至串口和調(diào)試窗口上，一個(gè)很好用的調(diào)試信息反饋節(jié)點(diǎn)。
?流圖下載1.點(diǎn)擊下拉框

圖14

2.點(diǎn)擊配置按鈕

圖15

3.配置ip地址與端口號(hào)圖16若用戶不知道流圖下載的端口號(hào)，可以在板子重啟時(shí)，調(diào)試串口中打印信息獲取，或者在shell命令窗口使用ipconfig命令獲取網(wǎng)口配置。4.先選擇配置，后點(diǎn)擊下載按鈕圖17選擇配置

圖18點(diǎn)擊下載運(yùn)行按鈕

5.下載完成圖196.完整調(diào)試窗口圖20
?效果驗(yàn)證1.查看調(diào)試窗口信息圖21點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)信息條目可以查看詳情。圖22可見具體的溫濕度數(shù)據(jù)信息。2. UDP客戶端

此處需要使用一款助手工具，本章便用 TCP&UDP 測(cè)試工具進(jìn)行效果展示。

2.1創(chuàng)建UDP客戶端

圖23點(diǎn)擊創(chuàng)建連接圖24配置相關(guān)參數(shù)

圖25點(diǎn)擊創(chuàng)建

2.2 建立UDP連接圖26建立連接可見服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)內(nèi)容如下：圖27查看UDP服務(wù)器接收數(shù)據(jù)可見客戶端接收到的數(shù)據(jù)如下：圖28查看UDP客戶端接收數(shù)據(jù)到此，本章結(jié)束，如果您對(duì)此有興趣，那就趕快行動(dòng)起來(lái)吧！