Modbus设备接入
# 一、新增Modbus设备
提示
本平台实现modbus协议的方式有两种方案，按照需要选择
# 1. 设备通讯协议
添加产品之前先确认是否有对应的设备通讯协议，由于硬件设备的通讯协议五花八门，目前系统支持json报文，modbusRtu协议报文，如需添加适配自己硬件设备的通讯解析，可以查看基于注解方式添加通讯协议文档
# 2. 采集点模板配置
采集点模块即是物模型模板，由于之前的物模型模板不支持子设备，所以新增了采集点模块进行配置设备组的物模型
Modbus实现云有两种方式
a. 云端轮询：云端结合采集点模板定时下发读指令给设备，由于是云端定时执行，无法做到实时性，当设备量少时，上千级的设备量以下，使用没有压力。当设备量超过万级时，云端压力较大，实时性很差，不推荐
b. 边缘网关：轮询交给边缘网关处理，外加MCU作为轮询载体，成本低，而且移植性强，大大提高云端处理数据的能力，而且能做到实时性，推荐使用。需要配合Dtu或者模组固件进行采集
采集点详情配置如下: 点击新增->添加变量模板，
# 3. 添加模板如下：
# 4. 添加从机：
从机地址 ： 硬件设备的地址编码，例如485接口，有1-3个子设备，设备地址可以为 01 02 03
功能码：目前支持 03,04
- 寄存器起始地址（10进制）： 一般为0x00，例如设备有0~100个寄存器，起始地址就为 0
- 寄存器结束地址（10进制）: 例如设备有0~100个寄存器，起始地址就为 100
- 批量采集频率：目前这个参数没有作用，采集频率在： 系统监控-定时任务-modbus云端轮询的定时任务调节
- 组包寄存器最大数量 : 该参数决定批量读取寄存器的个数，默认为32，若寄存器小于32，会根据起始地址和结束地址进行计算长度
# 5. 为从机添加变量
- 单个变量添加流程： 选中从机，点击添加变量，如下，
- 模型名称：该物模型显示的名称
- 模型标识：如果是modbus，模型标识根据寄存器地址一样，自动填充
- 寄存器: 目前功能码支持 03 04，暂不支持01。后面输入框为寄存器地址值(10进制)
批量导入变量：点击导入变量，下载模板填写：如下
# 6. 新建产品
在前面步骤新建了设备通讯协议和采集点模板后，新增一个产品，如下
选择通讯协议：系统目前只支持三种
选择采集点模块,我这里选择先配置好的采集模块，modbus从机组，
传输协议：目前支持 系统完全支持MQTT，TCP，其他协议服务如UDP，已经搭建，但是没有做协议解析逻辑。
设备类型： 这里选择了modbus-rtu协议后，自动选择网关设备
# 7. 产品物模型:
新增后,可以看到配置的产品物模型:
# 8. 新建设备
选择对应的产品，设备编号需要填写模组的IMEI号或者Dtu设备的MAC编号
# 9. 运行状态和服务下发
新增完成后，可以看到设备的运行状态页签，设备最新的一次数据缓存
# 二、Modbus协议
# 1. Modbus-RTU协议
个报文就是一帧数据，一个数据帧就一个报文： 指的是一串完整的指令数据，本质就是一串数据。
- 从机地址: 每个从机都有唯一地址，占用一个字节,范围0-255,其中有效范围是1-247,其中255是广播地址(广播就是对所有从机发送应答)
- 功能码: 占用一个字节,功能码的意义就是,知道这个指令是干啥的,比如你可以查询从机的数据,也可以修改从机的数据,所以不同功能码对应不同功能.
- 数据: 根据功能码不同,有不同功能，比方说功能码是查询从机的数据，这里就是查询数据的地址和查询字节数等。
- 校验: 在数据传输过程中可能数据会发生错误，CRC检验检测接收的数据是否正确
# 2. Modbus功能码
Modbus规定了多个功能，那么为了方便的使用这些功能，我们给每个功能都设定一个功能码，也就是指代码。如下：
| 标题 | 标签 | 字段名 |
|---|---|---|
| 01H (opens new window) | 读取输出线圈 | |
| 02H (opens new window) | 读取输入线圈 | |
| 03H (opens new window) | 读取保持寄存器 | |
| 04H (opens new window) | 读取输入寄存器 | |
| 05H (opens new window) | 写入单线圈 | |
| 06H (opens new window) | 写入单寄存器 | |
| 0FH (opens new window) | 写入多线圈 | |
| 10H (opens new window) | 写入多寄存器 | |
| _ (opens new window) |
# 3. 主机对从机读数据操作
0x01：从机的地址 0x03：查询功能，读取从机寄存器的数据 0x00 0x01： 代表读取的起始寄存器地址.说明从0x0001开始读取. 0x00 0x01： 查询的寄存器数量为0x0001个 Modbus把数据存放在寄存器中,通过查询寄存器来得到不同变量的值,一个寄存器地址对应2字节数据; 寄存器地址对应着从机实际的存储地址 0xD5 0xCA： 循环冗余校验 CRC
从机回复报文格式如下： | 从站地址 | 功能码 | 字节计数 | 字节1 |字节2 | 校验 | | 0x01 | 0x03| 0x02| 0x01 | 0x00| 0x17| 0xF8 0x4A |
0x01：从机的地址 0x03：查询功能，读取从机寄存器的数据 0x02： 返回字节数为2个 一个寄存器2个字节 0x00 0x17：寄存器的值是0017 0xF8 0x4A： 循环冗余校验 CRC
# 4. 主机对从机写数据操作
x01：从机的地址 0x06：修改功能，修改从机寄存器的数据 0x00 0x01： 代表修改的起始寄存器地址.说明修改0x0000-0x0001的存储内容 0x00 0x17： 要修改的数据值为0017 0x98 0x04： 循环冗余校验 CRC
从机回复报文一样
0106000100179804
| 0x01 | 06 | 00 01 | 00 17 | 98 04 |
|---|---|---|---|---|
| 从机地址 | 功能号 | 数据地址 | 数据 | CRC校验 |
# 5.主机对从机读数据操作
0103020017F84A
| 0x01 | 03 | 00 01 | 00 01 | D5 CA |
|---|---|---|---|---|
| 从机地址 | 功能号 | 数据地址 | 读取数据个数 | CRC校验 |
0x01 06 00 01 00 17 98 04 从机地址 功能号 数据地址 数据 CRC校验
0x01 06 00 01 00 17 98 04 从机地址 功能号 数据地址 数据 CRC校验
0x01 06 00 01 00 17 98 04 从机地址 功能号 数据地址 数据 CRC校验
0x01 06 00 01 00 17 98 04 从机地址 功能号 数据地址 数据 CRC校验
# 6. 报文实例
读40005、40006两个寄存器，假设从机地址为1
下行报文：01 03 00 04 00 02 85 ca
| 从机地址 | 功能码 | 寄存器起始地址 | 读取寄存器个数 | CRC校验 |
| 01 | 03 | 00 04 | 00 02 | 85 ca |
上行报文：01 03 04 00 00 00 00 21 33
| 从机地址 | 功能码 | 返回字节个数 | 寄存器40005数据 | 寄存器40006数据 | CRC校验 |
| 01 | 03 | 04 | 00 00 | 00 00 | 21 33 |
# 7. Modbus-Rtu常用功能码
| 数据类型 | 读功能码 | 写功能码 | 对象类型 |
| 离散量输入 | 02 | 单个位 | |
| 线圈状态 | 01 | 05,15 | 单个位 |
| 输入寄存器 | 04 | 16位字 | |
| 保持寄存器 | 03 | 06,16 | 16位字 |
# 8. 寄存器起始地址（起始数据地址）
| 数据类型 | 参数地址,寄存器编号 |
| 离散量输入 | 00001~0FFFF |
| 线圈状态 | 10001~1FFFF |
| 输入寄存器 | 30001~3FFFF |
| 保持寄存器 | 40001~4FFFF |