树莓派学习笔记——实现modbus RTU从机

孤风一剑 4月 03, 2014 276 0

0.前言

本文使用树莓派实现MODBUS RTU从机，借助python库——modbus-tk实现RTU从机。MODBUS是一种灵活可靠的工业通信协议，常用的MODBUS协议包括MODBUS RTU和MODBUS TCP。借助python强大的库函数，可以在树莓派平台上非常方便的实现MODBUS主机和从机，MODBUS RTU和TCP，甚至一个树莓派既可以跑MODBUS RTU主机也可以同时跑MODBUS TCP从机。相比于其他平台（例如STM32），在树莓派上实现modbus真的太简单了。

1.modbus tk安装

2.简单的例子

【说明】

假设树莓派8个可用GPIO端口分别连接LED，在很多工控领域一个LED可称为控制点，在modbus协议中一个控制点被抽象为线圈寄存器，操作相应的线圈寄存器有05H和15H指令。若使用modbus-tk便不必关心modbus协议的具体内容。下面就通过modbus中协议实现树莓派扩展板上LED的控制。

【代码】

[python]view plaincopy
#!/usr/bin/env python  
# -*- coding: utf_8 -*-  
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_rtu as modbus_rtu  
import serial  
import time  
import RPi.GPIO as GPIO  
logger = modbus_tk.utils.create_logger(name=“console”, record_format=“%(message)s”)  
# 创建server  
server = modbus_rtu.RtuServer(serial.Serial(“/dev/ttyAMA0”, 9600))  
slaver = server.add_slave(1)  
# BCM GPIO编号  
pins = [17,18,27,22,23,24,25,4]  
def setup():  
    # 采用BCM编号  
    GPIO.setmode(GPIO.BCM)  
    # 设置所有GPIO为输出状态，且输出低电平  
    for pin in pins:  
        GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)  
        GPIO.output(pin, GPIO.LOW)  
     
    slaver.add_block(“coil”, cst.COILS, 0, 16)  
    slaver.set_values(“coil”, 0, 16*[0])  
         
def loop():  
    logger.info(“running…”)  
    # 启动从机  
    server.start()  
    while True:  
        values = slaver.get_values(“coil”, 0, 8)  
        #print values[0]  
        for i in range(0, 8):  
            if values[i] == 1:  
                GPIO.output(pins[i], GPIO.HIGH)  
            else:  
                GPIO.output(pins[i], GPIO.LOW)  
         
        # 必要的延时  
        time.sleep(0.5)  
def destory():  
    logger.info(“destory”)  
    for pin in pins:  
        GPIO.output(pin, GPIO.LOW)  
        GPIO.setup(pin, GPIO.IN)  
     
    # 停止从机  
    server.stop()  
         
if __name__ == “__main__”:  
    setup()  
    try:  
        loop()  
    except KeyboardInterrupt:  
        destory()  

【分析】

【1】server = modbus_rtu.RtuServer(serial.Serial(“/dev/ttyAMA0”, 9600))

创建一个RTU从机，使用串口/dev/ttyAMA0。请注意server和主机并不是一个概念，这里可能胡产生概念的混淆，这里server可理解为一个设备，而这个设备可以具有多个身份（例如具有多个从机ID）
【2】slaver = server.add_slave(1)

从机编号为1。一个server可以加入多个编号从机。

【3】slaver.add_block(“coil”, cst.COILS, 0, 16)

创建寄存器，寄存器的别名为coil，寄存器为线圈寄存器（COILS），寄存器起始地址为0，寄存器个数为16.

【4】slaver.set_values(“coil”, 0, 16*[0])

线圈寄存器的初始值全部为0

【5】values = slaver.get_values(“coil”, 0, 8)

读取线圈寄存器具体值，线圈寄存器地址从0到7，共8个。

3.测试

图1 modbus rtu测试

4.总结

使用python，借助python扩展库，利用树莓派，原来觉得难以实现的东西现在做起来特别简单。

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