Modbus RTU Master 轉 UDP Client

隨著物聯(lián)網(wǎng)技術蓬勃發(fā)展，Modbus 設備數(shù)據(jù)采集上報需求日益增加，本文將具體介紹如何利用 EsDA 快速實現(xiàn)Modbus RTU Master數(shù)據(jù)轉UDP Client數(shù)據(jù)，縮短產(chǎn)品研發(fā)時間。

?簡介隨著時代的發(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)轉換，也成了用戶普遍的需求之一。本文將帶大家快速實現(xiàn)將EPC6450-AWI工控板的Modbus RTU數(shù)據(jù)，快速轉發(fā)成UDP客戶端數(shù)據(jù)，并傳送給UDP服務器，工作框架如圖1.1。

圖1本文主要使用本公司的EPC6450-AWI型號工控板，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，讀取相關溫濕度數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建UDP客戶端，向PC機上的UDP服務器實時發(fā)送溫濕度數(shù)據(jù)。
入門基礎

本章內(nèi)容，主要使用modbus_master_in、modbus_parse_in、fscript、log、push、tcpudp_client節(jié)點。用戶在進行閱讀之前，需具備一定基礎的AWFlow Designer開發(fā)經(jīng)驗。若剛開始接觸，可閱讀以下文章，進行基礎知識的學習。

• EsDAMPC-ZC1入門（一）——軟件安裝
• EsDAMPC-ZC1入門（二）——LED控制
• EsDA應用串口服務器——UDPServer

?硬件前提

1. EPC6450-AWI型號工控板

圖2

2.USB轉TTL類型串口設備

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)點列表

• modbus_master_in節(jié)點，該節(jié)點負責讀取從機的相關寄存器地址中的數(shù)據(jù)。
• modbus_parse_in節(jié)點，該節(jié)點負責解析modbus_master_in獲取的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉化成對應類型的數(shù)值數(shù)組。
• fscript1節(jié)點，該節(jié)點主要負責對modbus_parse_in節(jié)點所生成的數(shù)值數(shù)組進行提取，并格式化輸出對應的溫濕度數(shù)據(jù)。
• fscript2節(jié)點，該節(jié)點主要負責對PC上的UDP服務器發(fā)送的數(shù)據(jù)流進行讀取與解析，并傳送給log節(jié)點。
• log節(jié)點，該節(jié)點主要負責把接收到的fscript節(jié)點輸出的數(shù)據(jù)，顯示于串口與調(diào)試口。
• push節(jié)點，該節(jié)點主要負責將接收到的fscript節(jié)點輸出的數(shù)據(jù)，傳送至udp_server_ex節(jié)點。

tcpudp_client節(jié)點，該節(jié)點主要負責將得到的push節(jié)點數(shù)據(jù)，轉發(fā)給PC上位機上的UDP服務器。

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)進行數(shù)值化生成對應的數(shù)值數(shù)組，對生成的數(shù)值數(shù)組進行提取，格式化輸出對應的溫濕度情況，并將信息顯示在串口與調(diào)試窗口上，以及發(fā)送至PC上位機上的UDP服務器窗口，進行數(shù)據(jù)交互。

?節(jié)點解析

1.modbus_master_in節(jié)點

圖8

該節(jié)點關鍵參數(shù)一覽：

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

• 圖9

（可參照學習EsDAMPC-ZC1應用——串口服務器（一），以及EsDAMPC-ZC1應用——串口服務器（二））

• 讀取模式，該屬性將決定節(jié)點的觸發(fā)方式。分別有：(1)循環(huán)讀取數(shù)據(jù)，該模式節(jié)點將以用戶設定的周期定時輸出數(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設備的數(shù)據(jù)，讀取成功則向下一節(jié)點輸出數(shù)據(jù)?？墒褂胮ush節(jié)點向此節(jié)點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ID，從機設備的ID號，數(shù)值為0-255。此處從機ID為1，具體用戶可根據(jù)實際情況修改。

輸出周期，數(shù)值為0-65535，此處我們設置為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，此處我們設置為0。

讀取數(shù)量，數(shù)值為0-1000，此處我們設置為2，即讀取兩個數(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。此處我們設置為read holding resgisters，即第(3)種。

2.modbus_parse_in節(jié)點

圖10

該節(jié)點關鍵參數(shù)一覽：

• 數(shù)據(jù)轉換模式，該模式有：(1)單地址數(shù)據(jù)轉換，此模式只對某一地址的數(shù)據(jù)進行轉換，因此輸出payload是對應地址的單個數(shù)據(jù)值; (2)多地址數(shù)據(jù)轉換，此模式對指定地址及數(shù)量的數(shù)據(jù)進行同一的轉換，并將轉換后的值存入array對象; (3)全地址數(shù)據(jù)轉換，此模式對輸入的所有數(shù)據(jù)進行同一的轉換，并將轉換后的值存入array對象。注：數(shù)據(jù)地址及長度必須在modbus輸入節(jié)點的讀取范圍內(nèi)，否則轉換將失敗。此處我們選擇multi-address address parse模式，即第(2)種。
• 數(shù)據(jù)轉換起始地址，此處設置為0。
• 轉換數(shù)量，此處設置為2。
• 數(shù)據(jù)轉換類型，讀取的數(shù)據(jù)格式，對讀取的數(shù)據(jù)進行位整合,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大小端模式，此處我們設置為小端模式。

3. fscript1節(jié)點

該節(jié)點為腳本節(jié)點，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"

此腳本主要實現(xiàn)將modbus_parse_in節(jié)點所生成的數(shù)值數(shù)組提取數(shù)值，并進行格式化處理，輸出對應的溫濕度數(shù)據(jù)。

4.fscript2節(jié)點

該節(jié)點為腳本節(jié)點，具體腳本如下。

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

此腳本主要實現(xiàn)讀取 tcpudp_client 節(jié)點接收到的客戶端數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給下一個節(jié)點（log節(jié)點）。

5. push節(jié)點

圖11

該節(jié)點用法較為簡單，直接填寫需要進行傳送的目標節(jié)點即可。6.tcp_client節(jié)點

圖12

該節(jié)點主要實現(xiàn)將push節(jié)點發(fā)送而來的數(shù)據(jù)，傳達給UDP服務器。

該節(jié)點關鍵參數(shù)一覽：

使能，為true則允許建立連接，為false則禁止建立連接，此處我們選擇true。

協(xié)議，此處選擇UDP。

主機號，此處填PC上位機上所創(chuàng)建的UDP服務器的IP，為192.168.137.136。

端口號，此處設置為7777。

本地端口號，此處也設置為7777。

重試間隔，此處設置為1000，單位為ms，表示斷開連接后，若使能參數(shù)為true

則1000ms后便重新連接。

空閑下線，值為0則關閉該功能，在該時間內(nèi)無數(shù)據(jù)通信則斷開連接，此處設置為0。

心跳包與注冊包，具體請看節(jié)點的幫助文檔，本章此處不填。

?；顣r間，此參數(shù)僅在TCP協(xié)議模式下有效，此處我們設置為120。

7.log節(jié)點

圖13

該節(jié)點主要實現(xiàn)，將上一個節(jié)點傳輸而下的數(shù)據(jù)，打印至串口和調(diào)試窗口上，一個很好用的調(diào)試信息反饋節(jié)點。

?流圖下載1.點擊下拉框圖142.點擊配置按鈕圖153.配置IP地址與端口號

圖16

若用戶不知道流圖下載的端口號，可以在板子重啟時，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，后點擊下載按鈕

圖17

圖185.下載完成

圖19

?效果驗證

1. UDP服務器

此處需要使用一款助手工具，本章便用sscom工具進行效果展示。1.1UDP服務器接收到的設備數(shù)據(jù)

圖20點擊創(chuàng)建連接

1.2 UDP服務器接收到的設備數(shù)據(jù)圖21設備數(shù)據(jù)1.3UDP服務器向設備下發(fā)數(shù)據(jù)圖22下發(fā)數(shù)據(jù)

2. UDP客戶端

可見客戶端接收到的數(shù)據(jù)如下。

圖23查看UDP客戶端接收數(shù)據(jù)圖24接收數(shù)據(jù)詳情到此，本章結束，如果您對此有興趣，那就趕快行動起來吧！