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使用Modbus模拟胶印机
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描述
介绍
该项目展示了一个 HMI 应用程序，该应用程序模拟使用 Modbus TCP/IP 服务器运行的胶印机的操作。这是用于演示 Modbus 功能的胶印机的简化模拟。请注意，我们编写此模拟器并不是因为我们是印刷行业的专家，而是因为我们需要具有特定功能集的便携式模拟器。
该模拟器的开发目的是在 ARM 和 x86 上的 Linux 上运行，使用 C++ 和 QT 框架。它使用libmodbus库来处理 Modbus 通信。此外，它还设计有用于触摸屏的 GUI，以及 800x600 分辨率的显示屏。
软件设置
该应用程序分两部分开发。第一部分由负责托管机器逻辑的库组成。它包含机器和组件。机器是组件的宿主，它们之间可以交换消息。机器可以通知组件其状态（启动/停止），如果组件为空，则组件可以通知机器，在这种情况下机器需要停止工作。传送带是最重要的组件，因为它负责定期对所有其他组件执行 ping 操作。原因之一是改变他们的计数。
第二部分是QT应用程序。它包含作为依赖项的库。它使用模拟器的钩子和 QT 中的 Signal/Slot 机制来提供来自模拟器的值并与之交互。同样，Modbus 服务器允许交互和监控模拟器值。
应用程序的部署是一个循序渐进的过程，我们将逐步完成。该过程包括：
- 克隆源代码
- 安装所有依赖项
- 构建应用程序
- 进行额外的硬件设置
我们从最简单的步骤开始——通过执行以下操作克隆应用程序的源代码：
git clone https://github.com/Wolkabout/offset-printing-machine-simulator-application.git --recurse-submodules
完成后，我们需要安装所有依赖项。下面列出了依赖项：
- gcc、制作和制作 (>= 3.14)
- libpthread-stubs0-dev (pthread), libmodbus-dev (libmodbus)
- libqt4-dev, libqt4-dev-bin
您可以以更快的方式执行此操作 - 通过执行包含的 shell 脚本。如果您有权访问 apt 和 snap 商店，则此功能可用。请执行下列操作：
. dependencies.sh
如果没有，请在您的发行版各自的包提供商上安装依赖项。或者，对于 cmake (>= 3.14) 和 Raspberry Pi，在您的硬件上编译它。
安装完所有依赖项后，您终于可以构建应用程序了。为了简化这个过程，我们创建了一个 shell 脚本来为您构建应用程序。执行以下命令：
. build.sh
运行构建脚本后，您应该有一个可执行文件准备好执行，并移动到文件夹 /out。要运行该应用程序，请键入下一个命令：
./modbus-application
就是这样！该应用程序正在全面运行！您将登陆如下所示的主屏幕：
您可以在底部看到控件，那里有后退和主页按钮。日志按钮指向日志屏幕，而设置按钮指向设置屏幕。
开始演示按钮显示应用程序的主要部分，即模拟器。
在此屏幕上，您可以看到机器所处的状态以及所有控件。它们如下所列：
- 引起模拟问题：卡纸和急停
- 重新填充组件
- 改变机器的速度
您还可以通过按“重置为配置”按钮从设置屏幕将机器重置为默认状态。
硬件设置
我们的硬件设置设置为Compulab Fitlet2 IoT PC和IEI DM-F08A 工业显示器。Ubuntu 19.04 Desktop 安装在驱动器上。此特定组合需要安装Penmount Touchscreen 驱动程序。
剩下要做的是对运行应用程序的硬件进行一些小的配置。完成设置需要几个步骤。这些包括：
- 创建 xdg/autostart 桌面条目
- 设置静态IP地址
要添加桌面自动启动条目，请将桌面文件从项目的附件复制到/etc/xdg/autostart/文件夹。这将在您下次重新启动计算机时显示效果。
然后继续设置静态IP地址。这是通过几个步骤完成的。
转到“有线设置”，然后更改连接接口的设置。您需要禁用 DHCP 并将其设置为手动。设置地址、网络掩码和网关。如果您需要找到这些设置，请查看您的路由器设置。大多数情况下，IP 地址为 192.168.0.x。所以，一般来说，您会想要使用 192.168.0.1 和 192.168.0.255 之间的任何空闲地址。请注意，在大多数情况下，网络掩码是 255.255.255.0，网关是路由器的地址，通常是 192.168.0.1。
结论
设置完所有内容后，您终于拥有了一个功能齐全的模拟器。它包含胶印机的工作逻辑，您可以通过 GUI 通过 Modbus 访问它。我们使用 Modpoll 测试了 Modbus，并针对此处链接的特定寄存器进行了测试。
下一步是将设备与网关连接，该网关能够使用 Modbus 启动和轮询数据并将其发送到云端。在这里查看我们的其他 Hackster 项目是如何实现的。
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