隨著物聯網技術蓬勃發展,Modbus 設備數據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Modbus RTU Master數據轉TCP Server數據,縮短產品研發時間。
?簡介隨著時代的發展,數據上云等需求越來越普遍,不同協議之間的數據轉換,也成了用戶普遍的需求之一。本章將帶大家快速實現如何將EPC6450-AWI工控板的Modbus RTU數據,快速轉換成TCP服務器數據,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型號工控板,外接使用Modbus RTU協議傳輸的溫濕度變送器,讀取相關溫濕度數據,并創建TCP服務器,向PC機上的TCP客戶端實時發送溫濕度數據。
?入門基礎
本章內容,主要使用modbus_master_in、modbus_parse_in、fscript、log、push、tcp_server_ex節點。用戶在進行閱讀之前,需具備一定基礎的AWFlow Designer開發經驗。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
EsDAEPC6450-AWI進階(協議轉換)——ModbusTCP轉TCPClient
?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(Modbus RTU協議,RS485接口)
圖4此傳感器,內部使用了Modbus RTU協議,數據分別存儲在地址為0(溫度)和1(濕度)上。4. Type-C線、網線、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,網口接eth0接口,溫濕度變送器上的A/B信號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. 本流圖節點列表
- modbus_master_in節點,該節點負責讀取從機的相關寄存器地址中的數據。
- modbus_parse_in節點,該節點負責解析modbus_master_in獲取的數據,將數據轉化成對應類型的數值數組。
- fscript節點,該節點主要負責對modbus_parse_in節點所生成的數值數組進行提取,并格式化輸出對應的溫濕度數據。
- log節點,該節點主要負責把接收到的fscript節點輸出的數據,顯示于串口與調試口。
- push節點,該節點主要負責將接收到的fscript節點輸出的數據,傳送至tcp_server_ex節點。
- tcp_server_ex節點,該節點主要負責將得到的push節點數據,轉發給PC上位機上的TCP客戶端。
2. 數據流向
通過RS485接口與Modbus RTU協議讀取溫濕度變送器的數據,對該數據進行數值化生成對應的數值數組,對生成的數值數組進行提取,格式化輸出對應的溫濕度情況,并將信息顯示在串口與調試窗口上,以及發送至PC上位機上的TCP客戶端窗口。
?節點解析1. modbus_master_in節點
圖8該節點關鍵參數一覽:
主機參數配置,此處配置與配置串口參數同理,配置如下:
圖9
(可參照學習《EsDA MPC-ZC1應用——串口服務器(一)》, 以及《EsDA MPC-ZC1 應用——串口服務器(二)》)
讀取模式,該屬性將決定節點的觸發方式。分別有:(1)循環讀取數據,該模式節點將以用戶設定的周期定時輸出數據,如周期內數據未被刷新,則在下一周期輸出;(2)根據輸入的信息讀取從機設備的數據,讀取成功則向下一節點輸出數據。可使用push節點向此節點輸入讀取所需要的參數信息,具體請查看輸入參數。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,數值為0-255。此處從機ID為1,具體用戶可根據實際情況修改。
輸出周期,數值為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,數值為0-65535,此處我們設置為0。
讀取數量,數值為0-1000,此處我們設置為2,即讀取兩個數據(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,此類型的數據將輸出uint8_t指針類型的payload;(2)讀取離散量,此類型的數據將輸出uint8_t指針類型的payload;(3)讀取保持寄存器,此類型的數據將輸出uint16_t指針類型的payload;(4)讀取輸入寄存器,此類型的數據將輸出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節點
圖10
該節點關鍵參數一覽:
數據轉換模式,該模式有:(1)單地址數據轉換,此模式只對某一地址的數據進行轉換,因此輸出payload是對應地址的單個數據值;(2)多地址數據轉換,此模式對指定地址及數量的數據進行同一的轉換,并將轉換后的值存入array對象;(3)全地址數據轉換,此模式對輸入的所有數據進行同一的轉換,并將轉換后的值存入array對象。
注:數據地址及長度必須在modbus輸入節點的讀取范圍內,否則轉換將失敗。此處我們選擇multi-address address parse模式,即第(2)種。
數據轉換起始地址,此處設置為0。
轉換數量,此處設置為2。
數據轉換類型,讀取的數據格式,對讀取的數據進行位整合,例: int32_t:將數據地址開始的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. fscript節點該節點為腳本節點,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"
此腳本主要實現將modbus_parse_in節點所生成的數值數組提取數值,并進行格式化處理,輸出對應的溫濕度數據。
4. push節點
圖11
該節點用法較為簡單,直接選擇需要進行傳送的目標節點即可。
5.tcp_server_ex節點
圖12該節點主要實現將push節點發送而來的數據,傳達給連接上來的TCP客戶端。
該節點關鍵參數一覽:
- 端口,本地開放連接的端口號,取值為1024-60000,此處取值為5353。
- 最大連接數,是指可支持的最大客戶端連接數量,此處我們設置為8。
- 輸出模式,存在兩種輸出模式可以選擇,第一種為攜帶報文頭部的模式,第二種為不攜帶報文頭部的模式,此處我們設置為第二種模式payload。
- 保活時間,取值范圍為0-100000,此處我們設置為120。
- 空閑掉線時間,取值范圍為0-100000,此處我們設置為0。
6.log節點
圖13
該節點主要實現,將上一個節點傳輸而下的數據,打印至串口和調試窗口上,一個很好用的調試信息反饋節點。
?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命令獲取網口配置。
4.先選擇配置,后點擊下載按鈕
圖175.下載完成
圖186.完整調試窗口
圖19
?效果驗證1.查看調試窗口信息
圖20
點擊對應信息條目可以查看詳情。
圖21
可見具體的溫濕度數據信息。
2.TCP客戶端此處需要使用一款助手工具,而本章便用SSCOM進行效果展示。
圖22
可見客戶端接收到的數據如下。
圖23
到此,本章結束,如果您對此有興趣,那就趕快行動起來吧!
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