【EsDA 应用】Modbus RTU Master 转 TCP Server

随着物联网技术蓬勃发展，Modbus 设备数据采集上报需求日益增加，本文将具体介绍如何利用 EsDA 快速实现Modbus RTU Master数据转TCP Server数据，缩短产品研发时间。


  简介随着时代的发展，数据上云等需求越来越普遍，不同协议之间的数据转换，也成了用户普遍的需求之一。本章将带大家快速实现如何将EPC6450-AWI工控板的Modbus RTU数据，快速转换成TCP服务器数据，传送给TCP客户端，工作框架如图1.1。


图1本文主要使用本公司的EPC6450-AWI型号工控板，外接使用Modbus RTU协议传输的温湿度变送器，读取相关温湿度数据，并创建TCP服务器，向PC机上的TCP客户端实时发送温湿度数据。


  入门基础
本章内容，主要使用modbus_master_in、modbus_parse_in、fscript、log、push、tcp_server_ex节点。用户在进行阅读之前，需具备一定基础的AWFlow Designer开发经验。若刚开始接触，可阅读以下文章，进行基础知识的学习。

EsDA MPC-ZC1 入门（一）—— 软件安装

EsDA MPC-ZC1 入门（二）—— LED 控制

EsDA EPC6450-AWI 进阶 （协议转换）——Modbus TCP 转 TCP Client

  硬件前提1. EPC6450-AWI型号工控板


图2
2. USB转TTL类型串口设备


图3
3. 温湿度变送器（Modbus RTU协议，RS485接口）


图4此传感器，内部使用了Modbus RTU协议，数据分别存储在地址为0（温度）和1（湿度）上。4. Type-C线、网线、杜邦线若干


图5


  硬件连接图


图6将USB转TLL接口与DUART接口相接（此处注意RXD接TXD，TXD接RXD），Type-C供电线与工控板Type-C接口相接，网口接eth0接口，温湿度变送器上的A/B信号线分别与工控板上的RS485A/RS485B相连，+电源线接于5V，-地线接于GND。


  本章流图解析


图7
1. 本流图节点列表

modbus_master_in节点，该节点负责读取从机的相关寄存器地址中的数据。modbus_parse_in节点，该节点负责解析modbus_master_in获取的数据，将数据转化成对应类型的数值数组。fscript节点，该节点主要负责对modbus_parse_in节点所生成的数值数组进行提取，并格式化输出对应的温湿度数据。log节点，该节点主要负责把接收到的fscript节点输出的数据，显示于串口与调试口。push节点，该节点主要负责将接收到的fscript节点输出的数据，传送至tcp_server_ex节点。tcp_server_ex节点，该节点主要负责将得到的push节点数据，转发给PC上位机上的TCP客户端。

2. 数据流向
通过RS485接口与Modbus RTU协议读取温湿度变送器的数据，对该数据进行数值化生成对应的数值数组，对生成的数值数组进行提取，格式化输出对应的温湿度情况，并将信息显示在串口与调试窗口上，以及发送至PC上位机上的TCP客户端窗口。


  节点解析1. modbus_master_in节点


图8该节点关键参数一览：

主机参数配置，此处配置与配置串口参数同理，配置如下：

图9
（可参照学习《EsDA MPC-ZC1应用——串口服务器（一）》， 以及《EsDA MPC-ZC1 应用——串口服务器（二）》）

读取模式，该属性将决定节点的触发方式。分别有：(1) 循环读取数据，该模式节点将以用户设定的周期定时输出数据，如周期内数据未被刷新，则在下一周期输出; (2) 根据输入的信息读取从机设备的数据，读取成功则向下一节点输出数据。可使用push节点向此节点输入读取所需要的参数信息，具体请查看输入参数。此处我们选用periodic read data模式，即第 (1) 种。

从机ID，从机设备的ID号，数值为0-255。此处从机ID为1，具体用户可根据实际情况修改。

输出周期，数值为0-65535， 此处我们设置为1000。
寄存器地址，该值为读取的起始寄存器地址，数值为0-65535，此处我们设置为0。

读取数量，数值为0-1000，此处我们设置为2，即读取两个数据（分别为温度和湿度）。
寄存器类型，读取的寄存器类型。分别有：(1) 读取线圈量，此类型的数据将输出uint8_t指针类型的payload; (2) 读取离散量，此类型的数据将输出uint8_t指针类型的payload;(3) 读取保持寄存器，此类型的数据将输出uint16_t指针类型的payload; (4) 读取输入寄存器，此类型的数据将输出uint16_t指针类型的payload。此处我们设置为read holding resgisters，即第(3)种。

2. modbus_parse_in节点


图10
该节点关键参数一览：

数据转换模式， 该模式有：(1) 单地址数据转换，此模式只对某一地址的数据进行转换，因此输出payload是对应地址的单个数据值; (2) 多地址数据转换，此模式对指定地址及数量的数据进行同一的转换，并将转换后的值存入array对象; (3) 全地址数据转换，此模式对输入的所有数据进行同一的转换，并将转换后的值存入array对象。

注：数据地址及长度必须在modbus输入节点的读取范围内，否则转换将失败。此处我们选择multi-address address parse模式，即第(2)种。

数据转换起始地址，此处设置为0。

转换数量，此处设置为2。

数据转换类型，读取的数据格式，对读取的数据进行位整合,例: int32_t: 将数据地址开始的4byte整合成int32_t类型的值。此处我们选择16bits-unsigned int类型。

大小端选择，此处选择配置读取的存储大小端模式，此处我们设置为小端模式。

3. fscript节点该节点为脚本节点，具体脚本如下。a = msg.payload
output.payload = "temp:" + array_get(a, 0)/10 + "C,   " + "humi:" +  array_get(a, 1)/10 + "RH"
此脚本主要实现将modbus_parse_in节点所生成的数值数组提取数值，并进行格式化处理，输出对应的温湿度数据。
4. push 节点


图11
该节点用法较为简单，直接选择需要进行传送的目标节点即可。
5. tcp_server_ex节点


图12该节点主要实现将push节点发送而来的数据，传达给连接上来的TCP客户端。
该节点关键参数一览：

端口，本地开放连接的端口号，取值为1024-60000，此处取值为5353。最大连接数，是指可支持的最大客户端连接数量，此处我们设置为8。输出模式，存在两种输出模式可以选择，第一种为携带报文头部的模式，第二种为不携带报文头部的模式，此处我们设置为第二种模式payload。保活时间，取值范围为0-100000，此处我们设置为120。空闲掉线时间，取值范围为0-100000，此处我们设置为0。

6. log节点


图13
该节点主要实现，将上一个节点传输而下的数据，打印至串口和调试窗口上，一个很好用的调试信息反馈节点。


  流图下载1. 点击下拉框


图142. 点击配置按钮


图153. 配置ip地址与端口号


图16
若用户不知道流图下载的端口号，可以在板子重启时，调试串口中打印信息获取，或者在shell命令窗口使用ipconfig命令获取网口配置。
4. 先选择配置，后点击下载按钮


图175. 下载完成


图186. 完整调试窗口


图19


  效果验证1. 查看调试窗口信息


图20
点击对应信息条目可以查看详情。



图21
可见具体的温湿度数据信息。
2. TCP客户端此处需要使用一款助手工具，而本章便用SSCOM进行效果展示。


图22
可见客户端接收到的数据如下。



图23
到此，本章结束，如果您对此有兴趣，那就赶快行动起来吧！


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