Modbus RTU Master 轉(zhuǎn) TCP 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)TCP 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。本章將帶大家快速實(shí)現(xiàn)如何將EPC6450-AWI工控板的Modbus RTU數(shù)據(jù)，快速轉(zhuǎn)換成TCP服務(wù)器數(shù)據(jù)，傳送給TCP客戶端，工作框架如圖1.1。

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://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TCP服務(wù)器，向PC機(jī)上的TCP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、tcp_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

EsDAEPC6450-AWI進(jìn)階（協(xié)議轉(zhuǎn)換）——ModbusTCP轉(zhuǎn)TCPClient

?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（Modbus RTU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。
• fscript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)。
• 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tcp_server_ex節(jié)點(diǎn)。
• tcp_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TCP客戶端。

2. 數(shù)據(jù)流向

通過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TCP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：

圖9

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

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。

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. fscript節(jié)點(diǎn)該節(jié)點(diǎn)為腳本節(jié)點(diǎn)，具體腳本如下。

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. 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。

5.tcp_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)送而來的數(shù)據(jù)，傳達(dá)給連接上來的TCP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5353。
• 最大連接數(shù)，是指可支持的最大客戶端連接數(shù)量，此處我們?cè)O(shè)置為8。
• 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。
• ?；顣r(shí)間，取值范圍為0-100000，此處我們?cè)O(shè)置為120。
• 空閑掉線時(shí)間，取值范圍為0-100000，此處我們?cè)O(shè)置為0。

6.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142.點(diǎn)擊配置按鈕
圖153.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175.下載完成
圖186.完整調(diào)試窗口
圖19
?效果驗(yàn)證1.查看調(diào)試窗口信息
圖20

點(diǎn)擊對(duì)應(yīng)信息條目可以查看詳情。

圖21

可見具體的溫濕度數(shù)據(jù)信息。

2.TCP客戶端此處需要使用一款助手工具，而本章便用SSCOM進(jìn)行效果展示。
圖22

可見客戶端接收到的數(shù)據(jù)如下。

圖23

到此，本章結(jié)束，如果您對(duì)此有興趣，那就趕快行動(dòng)起來吧！