Modbus作為一種公開、免費的現場總線，被廣泛應用于工業電子領域。本文基于EsDA開發平臺，為您詳細介紹Modbus主機功能節點的使用方式，以及如何快速實現讀取Modbus從機數據。 ?Modbus簡介Modbus是一種串行通信協議，由于其公開、免費、易于部署和維護的優點，被廣泛應用于工業電子領域，并且已經成為工業領域通信協議的業界標準。

（圖片源自網絡，侵刪）

以往我們在使用Modbus協議進行應用開發時，通常需要自己實現諸多的Modbus功能碼，或者移植開源的第三方庫，這個過程往往比較費時費力，耽誤項目的進展。基于EsDA設計的Modbus主機功能節點，可以通過簡單的拖拽、連線方式，快速實現讀取Modbus從機數據，搭配其他功能節點，可以快速搭建出一個集數據采集上報、遠程控制于一體的物聯網應用。
?Modbus相關節點介紹

目前和Modbus主機相關的節點主要有6個，分別是modbus_master_rtu、modbus_master_in、modbus_master_dynamic_in、modbus_master_out、modbus_parse_in和modbus_parse_out節點。其中，modbus_master_rtu節點屬于配置節點，用于配置Modbus通信設備的參數信息，該節點提供了Modbus RTU和Modbus TCP的主機通信服務；modbus_master_in和modbus_master_dynamic_in是Modbus的輸入節點，主要用于讀取從機設備的線圈量和寄存器數據；modbus_master_out是數據的輸出節點，用于寫線圈量和寄存器；modbus_parse_in和modbus_parse_out是擴展的Modbus功能節點，一般用來對輸入/輸出數據進行處理。

modbus_master_rtu節點

Modbus主機的配置節點，用于配置與Modbus主機通信的從設備的通信參數，提供了Modbus RTU和Modbus TCP主機功能。該節點需要和對應的功能節點搭配使用，不會在畫布中顯示。

1. 屬性

modbus_master_rtu節點包含了RTU和TCP兩種模式的配置，不同模式需要設置的屬性不同。

1.1RTU模式配置屬性

• 名稱 ：節點名稱，用于索引查找本節點；
• 顯示名稱：用于畫布上顯示的名稱；
• 傳輸類型：用于設置鏈路層的傳輸模式（rtu/tcp可選）；
• 串口設備名：用于與從設備通信的串口設備名；
• 波特率：串口波特率參數；
• 數據位：串口數據位參數；
• 校驗位：串口奇偶校驗位參數；
• 停止位：串口停止位參數；
• 響應時間：從機應答超時時間，單位ms；
• 最大請求數量：用于配置Modbus主機讀寫請求的最大數量。

1.2 TCP模式配置屬性

• IP地址：從機設備（服務器）的IP地址；
• 端口：從機設備的端口號；
• 響應時間：從機應答超時時間，單位ms；
• 最大請求數量：用于配置Modbus主機讀寫請求的最大數量。

2. 使用方法

該節點的使用依附于modbus_master_in、modbus_master_dynamic_in以及modbus_master_out等節點，使用時選擇對應的通信模式，根據從機信息配置相應的配置屬性即可。

modbus_master_in節點

modbus_master_in是Modbus的輸入節點，主要用于讀取從機設備的線圈量和寄存器數據并輸出給消費者節點。其輸出是原始數據的緩沖區，后續可連接modbus_parse_in節點對數據進行處理。

1. 屬性

• 主機參數配置：輸入節點依賴modbus_master_rtu節點，選擇對應的配置節點即可；
• 讀取模式：選擇節點的觸發方式，可選擇以用戶設定的輸出周期定時向消費者節點輸出數據；也可根據輸入的信息（來自push節點）進行數據讀取并輸出；
• 從機ID：從機設備的ID地址；
• 輸出周期：用于周期讀取模式設置讀取和輸出的周期；
• 寄存器地址：需要被讀取的寄存器/線圈的起始地址；
• 讀取數量：需要讀取的寄存器/線圈數量；
• 寄存器類型：用于選擇讀取目標的類型，可選線圈量、離散量、輸入寄存器、保持寄存器。

2. 輸入

該節點屬于pump類型節點，一般不需要數據輸入，但可以使用push節點來實現數據輸入。

• slaveID：從機設備的ID地址；
• address：需要被讀取的寄存器/線圈的起始地址；
• reg_num：需要讀取的寄存器/線圈數量；
• reg_type：需要讀取的寄存器/線圈類型。

3. 輸出

• slaveID：從機設備的ID地址，通常用于后級節點區分設備；
• address：讀取的寄存器起始地址；
• reg_num：讀取到的寄存器/線圈數量；
• payload：緩沖區，存儲讀取到的數據；
• payloadLength：讀取到的數據長度；
• poll_result：指明讀取是否成功；

4.使用方法

這里我們借助ZC1平臺和一個RS485型的溫濕度變送器來說明節點的使用方法。按照下圖所示分別給ZC1開發板和傳感器供電，并連接好RS485的A、B兩線。4.1 添加節點

添加modbus_master_in、modbus_parse_in、fscript以及log節點到畫布上并連接節點。

4.2 配置節點

雙擊modbus_master_in節點打開屬性配置面板。

選擇“添加新的modbus_master_rtu節點”，進入配置主機參數面板。

根據實際情況配置完相應的參數后，點擊添加，回到modbus_master_in節點配置界面。可以看到已經創建了一個新的主機參數配置，同時配置讀取模式為周期讀取，從機ID、輸出周期、寄存器地址等參數按照實際設備進行配置 。然后雙擊modbus_parse_in節點打開屬性配置面板，對modbus_parse_in進行轉換規則設置。這里我們選擇多地址轉換模式，分別對溫度和濕度兩個寄存器進行轉換，因此轉換數量設置為2，轉換類型設置為16位。接下來設置modbus_parse_in節點的后級節點fscript，主要是對后續的打印信息進行格式化。由于modbus_parse_in節點的輸出payload是array型對象，這里我們可以通過fscript的內置方法array_get來獲取數據。fscript的內容如下：

a=msg.payloadmsg.payload = "溫度："+array_get(a,0)/10 +"，濕度："+array_get(a,1)/10

4.3 下載驗證

連接好硬件，通過下載接口下載流圖進行驗證。

通過調試面板可以看到讀回的溫濕度數據。 modbus_master_dynamic_in節點

modbus_master_dynamic_in同樣是Modbus的輸入節點，與modbus_master_in的區別是：modbus_master_dynamic_in節點是filter類型的節點，其根據前級節點輸入的信息向從機設備讀取數據，并輸出給消費者節點。

1. 屬性

• 傳輸類型：用于設置鏈路層的傳輸模式（rtu/tcp可選）；
• 主機參數配置：輸入節點依賴modbus_master_rtu節點，和使用modbus_master_in節點時一樣，選擇對應的配置節點即可；

2. 輸入

• slaveID：從機設備的ID地址；
• address：待讀取的寄存器的起始地址；
• reg_num：待讀取的寄存器的數量；
• reg_type：待讀取寄存器的類型。

3. 輸出

• slaveID：從機設備的ID地址；
• address：待讀取的寄存器的起始地址；
• reg_num：讀取到的寄存器的數量；
• payload：數據緩沖區，存儲讀取到的數據；
• payloadLength：讀取到的數據長度；
• poll_result：指明讀取是否成功。

3. 使用方式

modbus_master_dynamic_in節點一般是由fscript節點指明需要讀取的從機設備的信息，節點本身只需要創建并配置相應的主機即可。對于modbus_master_dynamic_in的輸出緩沖區，我們同樣使用modbus_parse_in節點進行處理。

在fscript中指明讀取內容時，只需提供以下信息：

msg.slaveID = 1msg.address = 0msg.reg_num = 2msg.reg_type = 4

modbus_master_out節點

modbus_master_out節點是Modbus的輸出節點，用于寫線圈量和寄存器。

1. 屬性

• 主機參數配置：輸出節點依賴modbus_master_rtu節點，選擇對應的配置節點即可；
• 從機ID：待寫入的從機設備ID地址；
• 錯誤重試次數：發送錯誤情況下的重試次數；
• 寄存器類型：待寫入寄存器的類型。

2. 輸入

• slaveID：從機設備的ID地址，如果輸入中包含此參數，則忽略屬性中的地址；
• address：待寫入的寄存器的起始地址；
• reg_num：待寫入的寄存器的數量；
• payload：寫入緩沖區，存儲待寫入的數據，一般由modbus_parse_out輸入；
• payloadLength：寫入緩沖區的字節長度。

3. 輸出

modbus_master_out節點是sink類型的節點，一般沒有輸出。

4. 使用方法

modbus_master_out節點通常由modbus_parse_out節點進行輸入。使用時和modbus_master_in一樣創建一個主機配置，指明待寫入設備的ID地址以及寄存器類型即可。

其中，modbus_parse_out節點的輸入一般來自fscript節點，我們可以在fscript中借助array對象完成數據輸入。比如我們需要將從機地址為1的設備的寄存器0設置為2，我們只需在fscript中添加如下內容：

var a = array_create();array_isert(a,0,2);
msg.payload = a;msg.slaveID = 1;msg.address = 0;

modbus_parse_in節點

Modbus輸入數據的轉換節點，這個節點一般用于接收Modbus輸入節點的原始數據，將其轉換成單個value或者array對象，以便于后續處理。

1. 屬性

• 數據轉換模式：可以選擇對輸入中的單個地址的數據進行轉換，也可以選擇對指定數量的寄存器、或者對輸入的所有地址進行轉換；
• 轉換地址：選擇單個寄存器轉換時，填寫需要轉換的寄存器地址；
• 數據轉換起始地址：選擇轉換多個寄存器時，指明轉換的起始地址；
• 轉換數量：選擇轉換多個寄存器時，指明轉換數量；
• 數據轉換類型：選擇按照哪種類型對數據進行轉換；
• 大小端選擇：大小端系統選擇；
• 數據主題：數據地址的主題（可選）。

2. 輸入

modbus_parse_in的輸入來自modbus_master_in或modbus_master_dynamic_in節點。

• slaveID：從機設備的ID地址；
• address：上一級節點讀取的寄存器起始地址；
• reg_num：上一級節點讀取到的寄存器數量；
• payload：數據緩沖區指針，存儲讀取到的數據；
• payloadLength：讀取到的字節數據長度；
• poll_result：上一級節點讀取數據是否成功。

3. 輸出

• slaveID：從機設備ID地址；
• address：轉換單個寄存器時，指示數據的寄存器地址；在轉換多個寄存器模式下，指示起始的寄存器的地址；
• payloadType：指示緩沖區的類型是value還是array；
• payload：轉換后的數據緩沖區，在轉換單個寄存器時，payload的類型是value，可直接讀取；當轉換多個寄存器時，payload是個array對象，可以使用rbuffer進行讀取；
• topic：屬性中設定的數據主題；
• poll_result：上一級節點讀取數據是否成功。

4. 使用方法

modbus_parse_in節點使用時需要指定轉換的模式、待轉換的寄存器地址和數量、待轉換寄存器的數據類型以及系統的大小端模式。

作為filter類型節點，modbus_parse_in通常是從modbus_master_in節點獲取輸入。其輸出有兩種類型，在轉換單個寄存器時，payload的類型是value，可以直接讀取。當轉換多個寄存器時，payload是個array對象，可以在fscript中通過array對象的方法進行處理。其中，array對象的使用方式如下：

a = msg.payload
print("濕度 " + array_get(a, 0))print("溫度 " + array_get(a, 1))

modbus_parse_out節點

modbus_parse_out節點通常用于將fscript節點輸出的value或array對象轉換成Modbus標準的十六進制格式，后續可以將相應的數據指針傳入Modbus的輸出節點modbus_master_out進行使用。

1. 屬性

• 寄存器起始地址：指明需要modbus_master_out寫入的寄存器的起始地址，如果節點的輸入不包含msg.address，則使用此屬性指向的地址；
• 大小端：系統大小端模式選擇；
• 主題：如果設定了主題，則節點只處理屬于自己的主題消息。

2. 輸入

• slaveID：從機設備ID地址；
• address：待寫入的寄存器起始地址；
• payload：待寫入的值，可以是value類型，也可以是array對象；
• topic：輸入的數據主題，如果本節點設置了主題屬性，則只有輸入的主題與節點的主題屬性匹配，節點才會對下一節點輸出；

3. 輸出

• slaveID：從機設備ID地址；
• address：待寫入的寄存器的起始地址；
• reg_num：待寫入的寄存器的數量；
• payload：轉換后的Modbus標準十六進制數組緩沖區指針；
• payloadLength：數組緩沖區的字節長度。

4. 使用方法

modbus_parse_out節點的前級通常是fscript，使用時在fscript中指明待寫入的從機設備ID地址、并傳遞構建好的array對象即可。其后級節點一般是modbus_master_out節點，通過modbus_master_out節點將數據寫入目標設備。

其中，在fscript中構建array對象的方法如下：

a = array_create();array_insert(a, 0, u16(1))array_insert(a, 1, u16(2))array_insert(a, 2, u16(3))
output.payload = a;output.slaveID = 10;output.address = 0;