概述

Modbus是一種工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議，通常運(yùn)行于RS485總線，采用半雙工即一問一答的通信機(jī)制。Modbus分為Modbus RTU/Modbus TCP/Modbus ASCII三種通信模式，網(wǎng)關(guān)目前支持Modbus RTU/Modbus TCP兩種通信模式。

Modbus主站請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)：根據(jù)設(shè)置的參數(shù)（地址碼/功能碼/寄存器起始地址/寄存器數(shù)量等）生成Modbus指令。

Modbus主站解析節(jié)點(diǎn)：根據(jù)匹配的Modbus主站請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)，解析響應(yīng)數(shù)據(jù)。

Modbus主站解析節(jié)點(diǎn)使用時(shí)需指定匹配的Modbus主站請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)（Modbus主站請(qǐng)求和Modbus主站解析節(jié)點(diǎn)匹配碼一致即可），匹配完成就會(huì)按照Modbus主站請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的設(shè)置來解析數(shù)據(jù)，因此Modbus主站請(qǐng)求和Modbus主站解析節(jié)點(diǎn)必須成對(duì)出現(xiàn)且匹配碼必須唯一。

節(jié)點(diǎn)只對(duì)協(xié)議報(bào)文處理，并未指定相應(yīng)的物理通道，因此一般配合串口或者TCP節(jié)點(diǎn)一起使用。從而可以靈活實(shí)現(xiàn)Modbus RTU / Modbus TCP / Modbus RTU over TCP / Modbus TCP over RTU。

以下介紹主要針對(duì)Modbus主站請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)，Modbus主站解析節(jié)點(diǎn)無任何設(shè)置項(xiàng)。Modbus基礎(chǔ)概念此處不在介紹，如果不熟悉，請(qǐng)參考以下資料：https://iotrouter.yuque.com/attachments/yuque/0/2024/pdf/26702863/1726737470503-a9dfc212-14fd-45f3-b41a-0feee6be77b9.pdf

Modbus 主站請(qǐng)求

輸入

輸出

功能

1.名稱

工作區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的命名，方便維護(hù)及記憶。

2.匹配碼

當(dāng)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)匹配碼與解析節(jié)點(diǎn)匹配碼一致時(shí)，自動(dòng)完成匹配，解析節(jié)點(diǎn)會(huì)按照請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的配置進(jìn)行解析。

3.協(xié)議

Modbus RTU / Modbus TCP。

4.點(diǎn)位表

a勾選框

請(qǐng)勾選要讀取的點(diǎn)位。不勾選則不會(huì)自動(dòng)讀取，僅用于寫入時(shí)匹配數(shù)據(jù)點(diǎn)用。

不勾選的點(diǎn)位只在寫入時(shí)用作匹配數(shù)據(jù)點(diǎn)用。如上圖所示，C未勾選則不會(huì)自動(dòng)讀取C點(diǎn)位，寫入時(shí)輸入格式：【msg.payload.C = 125】，當(dāng)表中有數(shù)據(jù)名稱為C的點(diǎn)位時(shí)，將會(huì)匹配該點(diǎn)位，并將值125寫入對(duì)應(yīng)的寄存器。

b組

連續(xù) 且 可讀 且 從機(jī)地址相同 且 功能碼相同 的點(diǎn)位可配置為一個(gè)組，同組點(diǎn)位讀取會(huì)構(gòu)造一條指令讀取，從而大幅提高讀取效率。不同組的點(diǎn)位，會(huì)按照一個(gè)點(diǎn)位構(gòu)造一條指令的方式讀取。

同組使用時(shí)，需嚴(yán)格遵守Modbus協(xié)議中關(guān)于寄存器讀取最大長(zhǎng)度的限制！

c數(shù)據(jù)名稱

數(shù)據(jù)名稱作為每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的唯一鍵（key），請(qǐng)確保其不重復(fù)。

d從機(jī)地址

Modbus協(xié)議站號(hào)（10進(jìn)制地址，范圍1-255）。

連接多個(gè)從機(jī)時(shí)，可以在同一個(gè) Modbus 主站節(jié)點(diǎn)的點(diǎn)位表中配置多個(gè)從機(jī)的寄存器地址。

e偏置

數(shù)據(jù)點(diǎn)的Modbus寄存器地址（填寫10進(jìn)制地址）。

偏置實(shí)際上是指Modbus寄存器地址，此處叫做偏執(zhí)是為了統(tǒng)一表達(dá)。

呈現(xiàn)方式：Modbus寄存器地址一般以兩種形式呈現(xiàn)：

十六進(jìn)制地址：例如0X0000、0X0001

十進(jìn)制地址：例如40001、40002

填寫方式：

十六進(jìn)制地址：將十六進(jìn)制地址轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制地址后加1。例如：十六進(jìn)制的 0x0000 偏置填寫 1；十六進(jìn)制的0x0001偏執(zhí)填寫2

十進(jìn)制地址：去掉十進(jìn)制地址的首位后，直接填寫偏置。例如：十進(jìn)制的 40001偏置填寫 1；十進(jìn)制的40002偏執(zhí)填寫2

f功能碼

FC1：對(duì)線圈點(diǎn)位進(jìn)行讀寫操作，寫入操作默認(rèn)采用05功能碼。

FC2：對(duì)觸點(diǎn)進(jìn)行讀操作。

FC3：對(duì)保持寄存器讀寫操作。寫入時(shí)，對(duì)于單個(gè)寄存器默認(rèn)使用06功能碼（針對(duì)16位整型），對(duì)于多個(gè)寄存器或更大位寬（如32位、64位整形及浮點(diǎn)型）寫入則采用10功能碼。

FC4：對(duì)輸入寄存器讀操作，不支持寫入，確保了對(duì)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的非侵入式訪問，適用于需要監(jiān)測(cè)或收集數(shù)據(jù)而不改變其狀態(tài)的場(chǎng)景。

g數(shù)據(jù)類型

Bool:二進(jìn)制位解析。

UInt16:占用1個(gè)寄存器，2個(gè)字節(jié)，表示非負(fù)整數(shù)，數(shù)據(jù)范圍 0 ~ 65535。

Int16:占用1個(gè)寄存器，2個(gè)字節(jié)，表示整數(shù)，數(shù)據(jù)范圍 -32768 ~ 32767。

UInt32:占2個(gè)寄存器，4個(gè)字節(jié)，表示非負(fù)整數(shù)，數(shù)據(jù)范圍 0 ~ 4294967295。

Int32:占2個(gè)寄存器，4個(gè)字節(jié)，表示整數(shù)，數(shù)據(jù)范圍 -2147483648 ~ 2147483647。

Float32:占2個(gè)寄存器，4個(gè)字節(jié)，表示浮點(diǎn)數(shù)。

Double64:占4個(gè)寄存器，8個(gè)字節(jié)，表示浮點(diǎn)數(shù)。

BCD:占用n個(gè)寄存器，n*2個(gè)字節(jié)，表示16進(jìn)制字符串（n=特殊處理項(xiàng)填入的值）。

String:占用n個(gè)寄存器，n*2個(gè)字節(jié)，表示ASCII字符串（n=特殊處理項(xiàng)填入的值）。

hK（斜率）/B (截距)

按照線性關(guān)系 y=kx+B計(jì)算，其中 x 是寄存器值，y 是轉(zhuǎn)換后的值。

縮小10倍：K = 0.1，B = 0

放大10倍：K = 10，B = 0

i特殊處理

對(duì)于FC3功能碼，要求按bit位進(jìn)行數(shù)據(jù)解析時(shí)，通過在特殊處理框內(nèi)輸入0-15的數(shù)值，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)指定數(shù)據(jù)的位解析。

在String解析模式下，特殊處理的值表示讀取字符串寄存器的長(zhǎng)度，如下圖為讀取5個(gè)寄存器長(zhǎng)度的字符串?dāng)?shù)據(jù)。

在BCD解析模式下，特殊處理的值將表示讀取BCD寄存器的長(zhǎng)度，如下圖為讀取5個(gè)寄存器長(zhǎng)度的BCD數(shù)據(jù)。

5.超時(shí)時(shí)間

主站發(fā)出一個(gè)請(qǐng)求后，等待從站應(yīng)答的最長(zhǎng)時(shí)間。如果在這段時(shí)間內(nèi)沒有收到從站的應(yīng)答，主站會(huì)觸發(fā)超時(shí)處理。

Modbus 主站解析

輸入

輸出

功能

名稱

工作區(qū)內(nèi)節(jié)點(diǎn)的命名，方便維護(hù)及記憶。

匹配碼

當(dāng)請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)匹配碼與解析節(jié)點(diǎn)匹配碼一致時(shí)，自動(dòng)完成匹配，解析節(jié)點(diǎn)會(huì)按照請(qǐng)求節(jié)點(diǎn)的配置進(jìn)行解析。

模式

合并所有變量輸出：將所有變量整合為一個(gè)key-value集合，合并輸出。

每組變量單獨(dú)輸出：以組的維度進(jìn)行輸出，每個(gè)組內(nèi)的變量以key-value集合的形式輸出。

按組合并輸出：先以組的維度將輸出分類，然后構(gòu)建一個(gè)嵌套的key-value結(jié)構(gòu)，其中外層key為組名，內(nèi)層為該組內(nèi)所有變量的key-value集合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的按組聚合和有序展示。

按從機(jī)地址合并輸出：先以從機(jī)地址的維度將輸出分類，然后構(gòu)建一個(gè)嵌套的key-value結(jié)構(gòu)，其中外層key為從機(jī)地址，內(nèi)層為該從機(jī)內(nèi)所有變量的key-value集合，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的按組聚合和有序展示。

示例

１.讀單個(gè)從機(jī)

見文末

2.讀多個(gè)從機(jī)

源碼：見文末

3.寫從機(jī)數(shù)據(jù)

見文末

4.高級(jí)讀－動(dòng)態(tài)傳參

允許通過msg攜帶配置參數(shù)修改采集指令，從而根據(jù)需求動(dòng)態(tài)采集傳感器數(shù)據(jù)。例如：云端根據(jù)業(yè)務(wù)需求，不同情況下，下發(fā)不同的采集命令。

源碼：見文末

5.高級(jí)寫－動(dòng)態(tài)傳參

允許通過msg攜帶參數(shù)動(dòng)態(tài)寫入數(shù)據(jù)。

源碼：見文末

6.高級(jí)－組使用方法

如果配置了組，可以通過msg.group = ${組名}來讀取指定組的數(shù)據(jù)。

源碼：見文末

擴(kuò)展延伸

上文示例中使用到的是TCP鏈路的ModbusTCP協(xié)議。實(shí)際使用中，可以根據(jù)自己的需求自由組合來實(shí)現(xiàn)不同的應(yīng)用，例如：Modbus RTU / Modbus TCP / Modbus RTU over TCP / Modbus TCP over RTU。

ModbusRTU協(xié)議 串口鏈路

使用場(chǎng)景：在串口鏈路上使用MobusRTU協(xié)議。

ModbusRTU協(xié)議 TCP鏈路

使用場(chǎng)景：在TCP鏈路上使用ModbusRTU協(xié)議。

源碼/原文：https://iotrouter.yuque.com/zn3vdn/eg8000/yg8a2l602l18xc8a