使用树莓派和Python实现ModbusTCP通讯
使用树莓派和Python实现ModbusTCP通讯
树莓派以强大的性能与低廉的价格，非常适合作为物联网终端设备，树莓派将现场传感器采集到的设备传输到监控中心时，可以采用不同的语言与通讯协议。在工业现场中，Modbus是非常常见的一种通讯方式，本文以python语言Modbus_tk库为例，使用电脑作为ModbusTCP通讯主站，与树莓派实现ModbusTCP通讯（树莓派作为通讯从站）。本文以小鸟打字在CSDN上的博客文章为基础，将python版本从2.7更新到了3.6，同时将开发平台迁移到了树莓派下。
1. 系统与环境
台式机安装windows10专业版，安装Anaconda发行版的python（3.6版本），树莓派安装官方Rapbian系统，安装python3.7发行版。首先需要安装modbus_tk库。
pip install modbus_tk 由于树莓派下同时安装有python2.7和3.7，因此使用pip3代替pip来确定modbus_tk安装在python3.7下。
本例中，树莓派与台式机在同一局域网下，树莓派ip地址为192.168.1.20，开放端口11100（仅做示例）.
在树莓派下，通过命令行安装ufw防火墙管理软件并且打开11100端口。对ssh方式连接树莓派等基础操作从略。
sudo ufw enable sudo ufw allow 11100 sudo ufw enable
2. 从机程序示例
!/usr/bin/env python -- coding: utf_8 -- ''' 作者：weizy 时间：2019/7/23 简介：modbus协议从机测试脚本 ''' import sys import logging import threading import modbus_tk import modbus_tk.defines as cst import modbus_tk.modbus as modbus import modbus_tk.modbus_tcp as modbus_tcp LOGGER = modbus_tk.utils.create_logger(name="console", record_format="%(message)s") if name == "main": try:
server里的address需要写的树莓派的IP和需要开放的端口，注意开放相应的端口
SERVER = modbus_tcp.TcpServer(address="", port=11100) logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。("running…") logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。("enter 'quit' for closing the server")
服务启动
SERVER.start()
建立第一个从机
SLAVE1 = SERVER.add_slave(1) SLAVE1.add_block('A', cst.HOLDING_REGISTERS, 0, 4)#地址0，长度4 SLAVE1.add_block('B', cst.HOLDING_REGISTERS, 4, 14) #建立另一个从机2 SLAVE2 = SERVER.add_slave(2) SLAVE2.add_block('C', cst.COILS, 0, 10) #地址0，长度10 SLAVE2.add_block('D', cst.HOLDING_REGISTERS, 0, 10)#地址0，长度10
SLAVE1.set_values('A', 0, 4) #改变在地址0处的寄存器的值 SLAVE1.set_values('B', 4, [1, 2, 3, 4, 5, 5, 12, 1232]) #改变在地址4处的寄存器的值 SLAVE2.set_values('C', 0, [1, 1, 1, 1, 1, 1]) SLAVE2.set_values('D', 0, 10)
while True: CMD = sys.stdin.readline() if CMD.find('quit') == 0: sys.stdout.write('bye-bye\r\n') break else: sys.stdout.write("unknown command %s\r\n" % (args[0])) finally:
SERVER.stop()
3. 主机程序示例
!/usr/bin/env python -- coding: utf_8 -- '''
作者：weizy
时间：2017/3/10
简介：modbus协议主机测试脚本
'''
import sys
import logging
import modbus_tk
import modbus_tk.defines as cst
import modbus_tk.modbus_tcp as modbus_tcp
LOGGER = modbus_tk.utils.create_logger("console") if name == "main":
try:
#连接从机地址，这里要注意端口号和IP与从机一致
MASTER = modbus_tcp.TcpMaster(host="192.168.1.20", port=11100)
MASTER.set_timeout(5.0)
logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。("connected")
#读取从机1的0-4保持寄存器
logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。(MASTER.execute(1, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 4))
#读取从机1的4-14保持寄存器，因为寄存器独立分块了，所以不能直接连通读取，强行结果是会出现数据越界
logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。(MASTER.execute(1, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 4, 14))
需要按照execute格式
logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。(MASTER.execute(1, cst.WRITE_MULTIPLE_REGISTERS, 0, output_value=[0, 1, 2]))
logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。(MASTER.execute(1, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 4)) logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。(MASTER.execute(2, cst.READ_COILS, 0, 8)) logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。(MASTER.execute(2, cst.WRITE_MULTIPLE_COILS, 0, output_value=[1, 0, 0, 0, 1])) logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。(MASTER.execute(2, cst.READ_COILS, 0, 8)) logger.info - 最佳的logger 来源和相关信息。(MASTER.execute(2, cst.READ_HOLDING_REGISTERS, 0, 4))
线圈和寄存器地址不是同一区块的
except modbus_tk.modbus.ModbusError as err: LOGGER.error("%s- Code=%d" % (err, err.get_exception_code()))
4.modbus 功能代码： defines.py
modbus 异常代码 ILLEGAL_FUNCTION = 1 功能代码不合法 ILLEGAL_DATA_ADDRESS = 2 数据地址不合法 ILLEGAL_DATA_VALUE = 3 数据值不合法 SLAVE_DEVICE_FAILURE = 4 slave设备失败 COMMAND_ACKNOWLEDGE = 5 命令已收到 SLAVE_DEVICE_BUSY = 6 slave设备忙 MEMORY_PARITY_ERROR = 8 内存奇偶误差 supported modbus 功能代码 READ_COILS = 1 读线圈 READ_DISCRETE_INPUTS = 2 读离散输入 READ_HOLDING_REGISTERS = 3 【读乘法寄存器】 READ_INPUT_REGISTERS = 4 读输入寄存器 WRITE_SINGLE_COIL = 5 写单一线圈 WRITE_SINGLE_REGISTER = 6 写单一寄存器 WRITE_MULTIPLE_COILS = 15 写多个线圈 【强制多点线圈】 WRITE_MULTIPLE_REGISTERS = 16 写多寄存器 【写乘法寄存器】 supported block types 支持的块类型 COILS = 1 线圈 DISCRETE_INPUTS = 2 离散输入（数字量输入） HOLDING_REGISTERS = 3 乘法寄存器 ANALOG_INPUTS = 4 模拟量输入案例源码下载地址：
链接：https://pan.baidu.com/s/13ke9X17YpCd_4KN-IMB7Ag
提取码：fv6q
