【EsDA 应用】Modbus RTU Master 转 UDP Client

  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UDP Client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。本文将带大家快速实现将EPC6450-AWI工控板的Modbus RTU数据，快速转发成UDP客户端数据，并传送给UDP服务器，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UDP客户端，向PC机上的UDP服务器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、tcpudp_client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应用 串口服务器 —— UDP Server

 

  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NET0接口，温湿度变送器上的A/B信号线分别于工控板上的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。
• fscript1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。
• fscript2节点，该节点主要负责对PC上的UDP服务器发送的数据流进行读取与解析，并传送给log节点。
• 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udp_server_ex节点。

• tcpudp_client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UDP服务器。

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UDP服务器窗口，进行数据交互。

 

  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. fscript1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. fscript2节点

该节点为脚本节点，具体脚本如下。  

b = istream_read_string(msg.istream, 100, 1000)
msg.payload = b

 

此脚本主要实现读取 tcpudp_client 节点接收到的客户端数据，并将数据传送给下一个节点（log节点）。

5. push 节点

图11

该节点用法较为简单，直接填写需要进行传送的目标节点即可。6. tcp_client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UDP服务器。

该节点关键参数一览：

• 使能，为true则允许建立连接，为false则禁止建立连接，此处我们选择true。

• 协议，此处选择UDP。

• 主机号，此处填PC上位机上所创建的UDP服务器的IP，为192.168.137.136。

• 端口号，此处设置为7777。

• 本地端口号，此处也设置为7777。

• 重试间隔，此处设置为1000，单位为ms，表示断开连接后，若使能参数为true

• 则1000ms后便重新连接。

• 空闲下线，值为0则关闭该功能，在该时间内无数据通信则断开连接，此处设置为0。

• 心跳包与注册包，具体请看节点的帮助文档，本章此处不填。

• 保活时间， 此参数仅在TCP协议模式下有效，此处我们设置为120。

7. 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，调试串口种打印信息获取，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17

图185. 下载完成

图19

   效果验证

1. UDP服务器

此处需要使用一款助手工具，本章便用sscom工具进行效果展示。1.1 UDP服务器接收到的设备数据

图20 点击创建连接

1.2 UDP服务器接收到的设备数据图21 设备数据1.3 UDP服务器向设备下发数据图22 下发数据

2. UDP客户端

 

可见客户端接收到的数据如下。

图23 查看UDP客户端接收数据图24 接收数据详情到此，本章结束，如果您对此有兴趣，那就赶快行动起来吧！    关联产品    技术交流群长按识别如下二维码可加入“EsDA嵌入式系统设计自动化交流群”，与志同道合的朋友交流，并有专业技术人员为您答疑解惑，如有问题可以咨询小致微信：zlgmcu-888。