Modbus RTU Master 轉(zhuǎn) TCP Client

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 Client數(shù)據(jù)，縮短產(chǎn)品研發(fā)時(shí)間。

?簡介隨著時(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TCP客戶端數(shù)據(jù)，與服務(wù)器建立通信，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TCP客戶端，向PC機(jī)上的TCP服務(wù)器實(shí)時(shí)發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
?入門基礎(chǔ)

本章內(nèi)容，主要使用modbus_master_in、modbus_parse_in、fscript、log、push、tcp_client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（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NET0接口，溫濕度變送器上的A/B信號(hào)線分別于工控板上的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tcp_client節(jié)點(diǎn)接收到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行讀取與解析，并傳送給下一個(gè)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tcp_client節(jié)點(diǎn)。
• tcp_client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服務(wù)器，并接收服務(wù)器下發(fā)的數(shù)據(jù)。

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)，對該數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值化生成對應(yīng)的數(shù)值數(shù)組，對生成的數(shù)值數(shù)組進(jìn)行提取，格式化輸出對應(yīng)的溫濕度情況，通過建立TCP客戶端，發(fā)送至PC上位機(jī)上的TCP服務(wù)器窗口，服務(wù)器也向客戶端發(fā)送數(shù)據(jù)，雙方進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
?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)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））

• 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)?？墒褂胮ush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，此處我們設(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，此處我們設(shè)置為0。

讀取數(shù)量，數(shù)值為0-1000，此處我們設(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。此處我們設(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，此模式只對某一地址的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此輸出payload是對應(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對象; (3)全地址數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，此模式對輸入的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行同一的轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換后的值存入array對象。注：數(shù)據(jù)地址及長度必須在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，此處我們設(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)，具體腳本如下。

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

此腳本主要實(shí)現(xiàn)解析TCP客戶端接收到的數(shù)據(jù)，并將其發(fā)送給log節(jié)點(diǎn)。

5. push節(jié)點(diǎn)

圖11

該節(jié)點(diǎn)用法較為簡單，直接填寫需要進(jìn)行傳送的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)即可。6.tcp_client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TCP服務(wù)器。

該節(jié)點(diǎn)關(guān)鍵參數(shù)一覽：

主機(jī)，此處我們設(shè)置為服務(wù)器的IP地址（192.168.137.136）。

端口，本地開放連接的端口號(hào)，取值為1024-60000，此處取值為7777。

重試時(shí)間間隔，此處我們設(shè)置為1000，單位為ms。

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)試串口種打印信息獲取，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

圖185.下載完成

圖19

?效果驗(yàn)證

1. TCP服務(wù)器的搭建

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

圖20創(chuàng)建服務(wù)器

圖21配置服務(wù)器

圖22啟動(dòng)服務(wù)器2. TCP服務(wù)器的接收與下發(fā)

圖23服務(wù)器接收

圖24服務(wù)器發(fā)送可見客戶端接收到的數(shù)據(jù)如下。圖25調(diào)試信息列表圖26調(diào)試信息詳情到此，本章結(jié)束，如果您對此有興趣，那就趕快行動(dòng)起來吧！