Modbus作為一種公開、免費(fèi)的現(xiàn)場總線，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)電子領(lǐng)域。本文基于EsDA開發(fā)平臺，為您詳細(xì)介紹Modbus主機(jī)功能節(jié)點(diǎn)的使用方式，以及如何快速實(shí)現(xiàn)讀取Modbus從機(jī)數(shù)據(jù)。 ?Modbus簡介Modbus是一種串行通信協(xié)議，由于其公開、免費(fèi)、易于部署和維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)電子領(lǐng)域，并且已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。

（圖片源自網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

以往我們在使用Modbus協(xié)議進(jìn)行應(yīng)用開發(fā)時，通常需要自己實(shí)現(xiàn)諸多的Modbus功能碼，或者移植開源的第三方庫，這個過程往往比較費(fèi)時費(fèi)力，耽誤項(xiàng)目的進(jìn)展?；贓sDA設(shè)計的Modbus主機(jī)功能節(jié)點(diǎn)，可以通過簡單的拖拽、連線方式，快速實(shí)現(xiàn)讀取Modbus從機(jī)數(shù)據(jù)，搭配其他功能節(jié)點(diǎn)，可以快速搭建出一個集數(shù)據(jù)采集上報、遠(yuǎn)程控制于一體的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。
?Modbus相關(guān)節(jié)點(diǎn)介紹

目前和Modbus主機(jī)相關(guān)的節(jié)點(diǎn)主要有6個，分別是modbus_master_rtu、modbus_master_in、modbus_master_dynamic_in、modbus_master_out、modbus_parse_in和modbus_parse_out節(jié)點(diǎn)。其中，modbus_master_rtu節(jié)點(diǎn)屬于配置節(jié)點(diǎn)，用于配置Modbus通信設(shè)備的參數(shù)信息，該節(jié)點(diǎn)提供了Modbus RTU和Modbus TCP的主機(jī)通信服務(wù)；modbus_master_in和modbus_master_dynamic_in是Modbus的輸入節(jié)點(diǎn)，主要用于讀取從機(jī)設(shè)備的線圈量和寄存器數(shù)據(jù)；modbus_master_out是數(shù)據(jù)的輸出節(jié)點(diǎn)，用于寫線圈量和寄存器；modbus_parse_in和modbus_parse_out是擴(kuò)展的Modbus功能節(jié)點(diǎn)，一般用來對輸入/輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

modbus_master_rtu節(jié)點(diǎn)

Modbus主機(jī)的配置節(jié)點(diǎn)，用于配置與Modbus主機(jī)通信的從設(shè)備的通信參數(shù)，提供了Modbus RTU和Modbus TCP主機(jī)功能。該節(jié)點(diǎn)需要和對應(yīng)的功能節(jié)點(diǎn)搭配使用，不會在畫布中顯示。

1. 屬性

modbus_master_rtu節(jié)點(diǎn)包含了RTU和TCP兩種模式的配置，不同模式需要設(shè)置的屬性不同。

1.1RTU模式配置屬性

• 名稱 ：節(jié)點(diǎn)名稱，用于索引查找本節(jié)點(diǎn)；
• 顯示名稱：用于畫布上顯示的名稱；
• 傳輸類型：用于設(shè)置鏈路層的傳輸模式（rtu/tcp可選）；
• 串口設(shè)備名：用于與從設(shè)備通信的串口設(shè)備名；
• 波特率：串口波特率參數(shù)；
• 數(shù)據(jù)位：串口數(shù)據(jù)位參數(shù)；
• 校驗(yàn)位：串口奇偶校驗(yàn)位參數(shù)；
• 停止位：串口停止位參數(shù)；
• 響應(yīng)時間：從機(jī)應(yīng)答超時時間，單位ms；
• 最大請求數(shù)量：用于配置Modbus主機(jī)讀寫請求的最大數(shù)量。

1.2 TCP模式配置屬性

• IP地址：從機(jī)設(shè)備（服務(wù)器）的IP地址；
• 端口：從機(jī)設(shè)備的端口號；
• 響應(yīng)時間：從機(jī)應(yīng)答超時時間，單位ms；
• 最大請求數(shù)量：用于配置Modbus主機(jī)讀寫請求的最大數(shù)量。

2. 使用方法

該節(jié)點(diǎn)的使用依附于modbus_master_in、modbus_master_dynamic_in以及modbus_master_out等節(jié)點(diǎn)，使用時選擇對應(yīng)的通信模式，根據(jù)從機(jī)信息配置相應(yīng)的配置屬性即可。

modbus_master_in節(jié)點(diǎn)

modbus_master_in是Modbus的輸入節(jié)點(diǎn)，主要用于讀取從機(jī)設(shè)備的線圈量和寄存器數(shù)據(jù)并輸出給消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)。其輸出是原始數(shù)據(jù)的緩沖區(qū)，后續(xù)可連接modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

1. 屬性

• 主機(jī)參數(shù)配置：輸入節(jié)點(diǎn)依賴modbus_master_rtu節(jié)點(diǎn)，選擇對應(yīng)的配置節(jié)點(diǎn)即可；
• 讀取模式：選擇節(jié)點(diǎn)的觸發(fā)方式，可選擇以用戶設(shè)定的輸出周期定時向消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)輸出數(shù)據(jù)；也可根據(jù)輸入的信息（來自push節(jié)點(diǎn)）進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取并輸出；
• 從機(jī)ID：從機(jī)設(shè)備的ID地址；
• 輸出周期：用于周期讀取模式設(shè)置讀取和輸出的周期；
• 寄存器地址：需要被讀取的寄存器/線圈的起始地址；
• 讀取數(shù)量：需要讀取的寄存器/線圈數(shù)量；
• 寄存器類型：用于選擇讀取目標(biāo)的類型，可選線圈量、離散量、輸入寄存器、保持寄存器。

2. 輸入

該節(jié)點(diǎn)屬于pump類型節(jié)點(diǎn)，一般不需要數(shù)據(jù)輸入，但可以使用push節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入。

• slaveID：從機(jī)設(shè)備的ID地址；
• address：需要被讀取的寄存器/線圈的起始地址；
• reg_num：需要讀取的寄存器/線圈數(shù)量；
• reg_type：需要讀取的寄存器/線圈類型。

3. 輸出

• slaveID：從機(jī)設(shè)備的ID地址，通常用于后級節(jié)點(diǎn)區(qū)分設(shè)備；
• address：讀取的寄存器起始地址；
• reg_num：讀取到的寄存器/線圈數(shù)量；
• payload：緩沖區(qū)，存儲讀取到的數(shù)據(jù)；
• payloadLength：讀取到的數(shù)據(jù)長度；
• poll_result：指明讀取是否成功；

4.使用方法

這里我們借助ZC1平臺和一個RS485型的溫濕度變送器來說明節(jié)點(diǎn)的使用方法。按照下圖所示分別給ZC1開發(fā)板和傳感器供電，并連接好RS485的A、B兩線。4.1 添加節(jié)點(diǎn)

添加modbus_master_in、modbus_parse_in、fscript以及l(fā)og節(jié)點(diǎn)到畫布上并連接節(jié)點(diǎn)。

4.2 配置節(jié)點(diǎn)

雙擊modbus_master_in節(jié)點(diǎn)打開屬性配置面板。

選擇“添加新的modbus_master_rtu節(jié)點(diǎn)”，進(jìn)入配置主機(jī)參數(shù)面板。

根據(jù)實(shí)際情況配置完相應(yīng)的參數(shù)后，點(diǎn)擊添加，回到modbus_master_in節(jié)點(diǎn)配置界面。可以看到已經(jīng)創(chuàng)建了一個新的主機(jī)參數(shù)配置，同時配置讀取模式為周期讀取，從機(jī)ID、輸出周期、寄存器地址等參數(shù)按照實(shí)際設(shè)備進(jìn)行配置 。然后雙擊modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)打開屬性配置面板，對modbus_parse_in進(jìn)行轉(zhuǎn)換規(guī)則設(shè)置。這里我們選擇多地址轉(zhuǎn)換模式，分別對溫度和濕度兩個寄存器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因此轉(zhuǎn)換數(shù)量設(shè)置為2，轉(zhuǎn)換類型設(shè)置為16位。接下來設(shè)置modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)的后級節(jié)點(diǎn)fscript，主要是對后續(xù)的打印信息進(jìn)行格式化。由于modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)的輸出payload是array型對象，這里我們可以通過fscript的內(nèi)置方法array_get來獲取數(shù)據(jù)。fscript的內(nèi)容如下：

a=msg.payloadmsg.payload = "溫度："+array_get(a,0)/10 +"，濕度："+array_get(a,1)/10

4.3 下載驗(yàn)證

連接好硬件，通過下載接口下載流圖進(jìn)行驗(yàn)證。

通過調(diào)試面板可以看到讀回的溫濕度數(shù)據(jù)。 modbus_master_dynamic_in節(jié)點(diǎn)

modbus_master_dynamic_in同樣是Modbus的輸入節(jié)點(diǎn)，與modbus_master_in的區(qū)別是：modbus_master_dynamic_in節(jié)點(diǎn)是filter類型的節(jié)點(diǎn)，其根據(jù)前級節(jié)點(diǎn)輸入的信息向從機(jī)設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，并輸出給消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)。

1. 屬性

• 傳輸類型：用于設(shè)置鏈路層的傳輸模式（rtu/tcp可選）；
• 主機(jī)參數(shù)配置：輸入節(jié)點(diǎn)依賴modbus_master_rtu節(jié)點(diǎn)，和使用modbus_master_in節(jié)點(diǎn)時一樣，選擇對應(yīng)的配置節(jié)點(diǎn)即可；

2. 輸入

• slaveID：從機(jī)設(shè)備的ID地址；
• address：待讀取的寄存器的起始地址；
• reg_num：待讀取的寄存器的數(shù)量；
• reg_type：待讀取寄存器的類型。

3. 輸出

• slaveID：從機(jī)設(shè)備的ID地址；
• address：待讀取的寄存器的起始地址；
• reg_num：讀取到的寄存器的數(shù)量；
• payload：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，存儲讀取到的數(shù)據(jù)；
• payloadLength：讀取到的數(shù)據(jù)長度；
• poll_result：指明讀取是否成功。

3. 使用方式

modbus_master_dynamic_in節(jié)點(diǎn)一般是由fscript節(jié)點(diǎn)指明需要讀取的從機(jī)設(shè)備的信息，節(jié)點(diǎn)本身只需要創(chuàng)建并配置相應(yīng)的主機(jī)即可。對于modbus_master_dynamic_in的輸出緩沖區(qū)，我們同樣使用modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)進(jìn)行處理。

在fscript中指明讀取內(nèi)容時，只需提供以下信息：

msg.slaveID = 1msg.address = 0msg.reg_num = 2msg.reg_type = 4

modbus_master_out節(jié)點(diǎn)

modbus_master_out節(jié)點(diǎn)是Modbus的輸出節(jié)點(diǎn)，用于寫線圈量和寄存器。

1. 屬性

• 主機(jī)參數(shù)配置：輸出節(jié)點(diǎn)依賴modbus_master_rtu節(jié)點(diǎn)，選擇對應(yīng)的配置節(jié)點(diǎn)即可；
• 從機(jī)ID：待寫入的從機(jī)設(shè)備ID地址；
• 錯誤重試次數(shù)：發(fā)送錯誤情況下的重試次數(shù)；
• 寄存器類型：待寫入寄存器的類型。

2. 輸入

• slaveID：從機(jī)設(shè)備的ID地址，如果輸入中包含此參數(shù)，則忽略屬性中的地址；
• address：待寫入的寄存器的起始地址；
• reg_num：待寫入的寄存器的數(shù)量；
• payload：寫入緩沖區(qū)，存儲待寫入的數(shù)據(jù)，一般由modbus_parse_out輸入；
• payloadLength：寫入緩沖區(qū)的字節(jié)長度。

3. 輸出

modbus_master_out節(jié)點(diǎn)是sink類型的節(jié)點(diǎn)，一般沒有輸出。

4. 使用方法

modbus_master_out節(jié)點(diǎn)通常由modbus_parse_out節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輸入。使用時和modbus_master_in一樣創(chuàng)建一個主機(jī)配置，指明待寫入設(shè)備的ID地址以及寄存器類型即可。

其中，modbus_parse_out節(jié)點(diǎn)的輸入一般來自fscript節(jié)點(diǎn)，我們可以在fscript中借助array對象完成數(shù)據(jù)輸入。比如我們需要將從機(jī)地址為1的設(shè)備的寄存器0設(shè)置為2，我們只需在fscript中添加如下內(nèi)容：

var a = array_create();array_isert(a,0,2);
msg.payload = a;msg.slaveID = 1;msg.address = 0;

modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)

Modbus輸入數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，這個節(jié)點(diǎn)一般用于接收Modbus輸入節(jié)點(diǎn)的原始數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換成單個value或者array對象，以便于后續(xù)處理。

1. 屬性

• 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模式：可以選擇對輸入中的單個地址的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，也可以選擇對指定數(shù)量的寄存器、或者對輸入的所有地址進(jìn)行轉(zhuǎn)換；
• 轉(zhuǎn)換地址：選擇單個寄存器轉(zhuǎn)換時，填寫需要轉(zhuǎn)換的寄存器地址；
• 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換起始地址：選擇轉(zhuǎn)換多個寄存器時，指明轉(zhuǎn)換的起始地址；
• 轉(zhuǎn)換數(shù)量：選擇轉(zhuǎn)換多個寄存器時，指明轉(zhuǎn)換數(shù)量；
• 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換類型：選擇按照哪種類型對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換；
• 大小端選擇：大小端系統(tǒng)選擇；
• 數(shù)據(jù)主題：數(shù)據(jù)地址的主題（可選）。

2. 輸入

modbus_parse_in的輸入來自modbus_master_in或modbus_master_dynamic_in節(jié)點(diǎn)。

• slaveID：從機(jī)設(shè)備的ID地址；
• address：上一級節(jié)點(diǎn)讀取的寄存器起始地址；
• reg_num：上一級節(jié)點(diǎn)讀取到的寄存器數(shù)量；
• payload：數(shù)據(jù)緩沖區(qū)指針，存儲讀取到的數(shù)據(jù)；
• payloadLength：讀取到的字節(jié)數(shù)據(jù)長度；
• poll_result：上一級節(jié)點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)是否成功。

3. 輸出

• slaveID：從機(jī)設(shè)備ID地址；
• address：轉(zhuǎn)換單個寄存器時，指示數(shù)據(jù)的寄存器地址；在轉(zhuǎn)換多個寄存器模式下，指示起始的寄存器的地址；
• payloadType：指示緩沖區(qū)的類型是value還是array；
• payload：轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，在轉(zhuǎn)換單個寄存器時，payload的類型是value，可直接讀取；當(dāng)轉(zhuǎn)換多個寄存器時，payload是個array對象，可以使用rbuffer進(jìn)行讀取；
• topic：屬性中設(shè)定的數(shù)據(jù)主題；
• poll_result：上一級節(jié)點(diǎn)讀取數(shù)據(jù)是否成功。

4. 使用方法

modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)使用時需要指定轉(zhuǎn)換的模式、待轉(zhuǎn)換的寄存器地址和數(shù)量、待轉(zhuǎn)換寄存器的數(shù)據(jù)類型以及系統(tǒng)的大小端模式。

作為filter類型節(jié)點(diǎn)，modbus_parse_in通常是從modbus_master_in節(jié)點(diǎn)獲取輸入。其輸出有兩種類型，在轉(zhuǎn)換單個寄存器時，payload的類型是value，可以直接讀取。當(dāng)轉(zhuǎn)換多個寄存器時，payload是個array對象，可以在fscript中通過array對象的方法進(jìn)行處理。其中，array對象的使用方式如下：

a = msg.payload
print("濕度 " + array_get(a, 0))print("溫度 " + array_get(a, 1))

modbus_parse_out節(jié)點(diǎn)

modbus_parse_out節(jié)點(diǎn)通常用于將fscript節(jié)點(diǎn)輸出的value或array對象轉(zhuǎn)換成Modbus標(biāo)準(zhǔn)的十六進(jìn)制格式，后續(xù)可以將相應(yīng)的數(shù)據(jù)指針傳入Modbus的輸出節(jié)點(diǎn)modbus_master_out進(jìn)行使用。

1. 屬性

• 寄存器起始地址：指明需要modbus_master_out寫入的寄存器的起始地址，如果節(jié)點(diǎn)的輸入不包含msg.address，則使用此屬性指向的地址；
• 大小端：系統(tǒng)大小端模式選擇；
• 主題：如果設(shè)定了主題，則節(jié)點(diǎn)只處理屬于自己的主題消息。

2. 輸入

• slaveID：從機(jī)設(shè)備ID地址；
• address：待寫入的寄存器起始地址；
• payload：待寫入的值，可以是value類型，也可以是array對象；
• topic：輸入的數(shù)據(jù)主題，如果本節(jié)點(diǎn)設(shè)置了主題屬性，則只有輸入的主題與節(jié)點(diǎn)的主題屬性匹配，節(jié)點(diǎn)才會對下一節(jié)點(diǎn)輸出；

3. 輸出

• slaveID：從機(jī)設(shè)備ID地址；
• address：待寫入的寄存器的起始地址；
• reg_num：待寫入的寄存器的數(shù)量；
• payload：轉(zhuǎn)換后的Modbus標(biāo)準(zhǔn)十六進(jìn)制數(shù)組緩沖區(qū)指針；
• payloadLength：數(shù)組緩沖區(qū)的字節(jié)長度。

4. 使用方法

modbus_parse_out節(jié)點(diǎn)的前級通常是fscript，使用時在fscript中指明待寫入的從機(jī)設(shè)備ID地址、并傳遞構(gòu)建好的array對象即可。其后級節(jié)點(diǎn)一般是modbus_master_out節(jié)點(diǎn)，通過modbus_master_out節(jié)點(diǎn)將數(shù)據(jù)寫入目標(biāo)設(shè)備。

其中，在fscript中構(gòu)建array對象的方法如下：

a = array_create();array_insert(a, 0, u16(1))array_insert(a, 1, u16(2))array_insert(a, 2, u16(3))
output.payload = a;output.slaveID = 10;output.address = 0;