標(biāo)準(zhǔn)MODBUS網(wǎng)關(guān)
——實(shí)現(xiàn)MODBUS TCP與RTU/ASCII轉(zhuǎn)換
波仕ETH232WG標(biāo)準(zhǔn)MODBUS網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)MODBUS TCP協(xié)議與串口MODBUS RTU協(xié)議、以太網(wǎng)MODBUS TCP協(xié)議與串口MODBUS ASCII協(xié)議之間的相互轉(zhuǎn)換。ETH232WG同時(shí)還是一個(gè)以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換器。它具有超小型的外形(80*25*55mm)、RS-232、RS-485、RS-422通用，可以通過(guò)以太網(wǎng)-串口映射程序虛擬成為本地COM串口。ETH232WG是世界上最小的、也是使用最簡(jiǎn)便的MODBUS網(wǎng)關(guān)。 ETH232WG內(nèi)部還帶高速光電隔離，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)、電源、串口的三方隔離。專(zhuān)利產(chǎn)品,謹(jǐn)防假冒! 專(zhuān)利號(hào):200630307752、200730098650
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ETH232WG |
標(biāo)準(zhǔn)MODBUS網(wǎng)關(guān) |
5V供電(5-24V) |
0-115.2Kbps |
1 、MODBUS TCP與RTU/ASCII簡(jiǎn)介
標(biāo)準(zhǔn)MODBUS網(wǎng)關(guān)與普通以太網(wǎng)串口轉(zhuǎn)換器的根本差別在于標(biāo)準(zhǔn)MODBUS網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)口可以接以太網(wǎng)設(shè)備，只要設(shè)備的以太網(wǎng)口符合標(biāo)準(zhǔn)MODBUS協(xié)議，無(wú)論是作為主機(jī)（Master）還是從機(jī)（Slave）。Modbus協(xié)議實(shí)際上包括ASCII、RTU、TCP。標(biāo)準(zhǔn)的Modicon控制器使用RS232、RS-485或者RS-422來(lái)實(shí)現(xiàn)串口的Modbus。使用串口Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、命令和就答的方式，數(shù)據(jù)通訊采用Maser/Slave方式。Modbus協(xié)議需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn)，串行協(xié)議中使用奇偶校驗(yàn)，ASCII模式采用LRC校驗(yàn)，RTU模式采用16位CRC校驗(yàn)。Modbus TCP模式?jīng)]有額外規(guī)定校驗(yàn)，因?yàn)門(mén)CP協(xié)議是一個(gè)面向連接的可靠協(xié)議。
使用以太網(wǎng)的MODBUS TCP協(xié)議就是將MODBUS RTU/ASCII協(xié)議封裝成TCP報(bào)文，本質(zhì)上沒(méi)有太大差異，但RTU/ASCII運(yùn)行于RS-232或RS-485串行通訊平臺(tái)，TCP是運(yùn)行于以太網(wǎng)平臺(tái)。其中串口RTU傳輸16進(jìn)制數(shù)字、串口ASCII傳輸ASCII字符。MODBUS TCP和MODBUS RTU協(xié)議非常類(lèi)似。MODBUS TCP本質(zhì)上是把RTU串口通信協(xié)議的CRC校驗(yàn)碼去掉得到純粹的數(shù)據(jù)，然后在純粹數(shù)據(jù)的開(kāi)始加上5個(gè)0和一個(gè)6并通過(guò)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議發(fā)送出去即可。MODBUS TCP默認(rèn)服務(wù)端口502。MODBUS RTU本質(zhì)上是把MODBUS TCP幀頭去掉得到純粹的數(shù)據(jù)，然后在后面加上CRC校驗(yàn)并通過(guò)串口通信協(xié)議發(fā)送出去即可。協(xié)議轉(zhuǎn)換格式舉例：MODBUS TCP數(shù)據(jù)包：00 00 00 00 00 06 03 03 00 00 00 05轉(zhuǎn)換成 RTU格式后數(shù)據(jù)：03 03 00 00 00 05 84 2B（84 2B為CRC16）。同樣RTU數(shù)據(jù)包發(fā)回服務(wù)器也進(jìn)行RTU到TCP格式轉(zhuǎn)換。
2、 ETH232WG標(biāo)準(zhǔn)MODBUS網(wǎng)關(guān)特點(diǎn)：
*采用32位ARM工業(yè)級(jí)處理器，高可靠性及低功耗 。
*100/10M自適應(yīng)以太網(wǎng)接口，自動(dòng)支持交叉線/直連線。
*RS-232/485/422三合一串口，波特率300bps至115200bps，配有接線端子板。
*內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)1000V電磁隔離和串口2500V光電隔離，均與電源隔離。
*支持通用Socket操作模式，包括TCP Server/Client和UDP。
*支持?jǐn)嚯娀蛘邤嗑W(wǎng)自動(dòng)恢復(fù),免去很多維護(hù)成本。
*支持狀態(tài)監(jiān)視。提供了連接指示燈來(lái)分析服務(wù)器的工作狀態(tài)。
*平臺(tái)軟件自動(dòng)搜索服務(wù)器。 *支持5至24V DC寬電壓輸入。
*軟件支持協(xié)議：ARP, IP，ICMP, TCP, UDP, DHCP, DNS等標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP協(xié)議
和Modbus TCP、Modbus RTU、Modbus ASCII。
*工作溫度：-10~70˚C 儲(chǔ)藏溫度：-40~85˚C *操作系統(tǒng)要求：Windows2000/XP/7等。
3、 硬件安裝
將ETH232WG接上電源（直流5-24V，隨產(chǎn)品配套有5V電源）。RJ-45插座上有其中一個(gè)小LED燈，當(dāng)產(chǎn)品通電后LED會(huì)一直亮著。RJ-45插座上另外一個(gè)LED燈是LINK連接指示燈。
將RJ-45座插入以太網(wǎng)的RJ-45插頭即可。自動(dòng)適應(yīng)交叉線和直連線，LINK燈亮。波仕ETH232WG 的RS-232/485/422串口端是一個(gè)DB-9針座，具有RS-232、RS-485、RS-422全部引腳。當(dāng)作為RS-232口時(shí)與PC機(jī)的DB-9針RS-232口的2、3、5腳分配完全相同。作為RS-422時(shí)，T+、T—是指從ETH232WG向外發(fā)送。注意RS-485和RS-422通信時(shí)建議要接地線（5腳）。RS-485/422無(wú)須跳線選擇。RS-485/422信號(hào)的參考地線與RS-232的GND是一樣的。
DB-9針端的引腳分配如下（帶接線端子）：
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1 |
2 |
3 |
4 |
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7 |
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9 |
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RS-232 |
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RXD |
TXD |
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GND |
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RS-485 |
A |
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GND |
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B |
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RS-422 |
T+ |
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GND |
R+ |
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R— |
T— |
ETH232WG不僅以太網(wǎng)（RJ-45）與串口之間有變壓器隔離（1000V），而且還增加了一道對(duì)串口的2500V光電隔離，實(shí)現(xiàn)了以太網(wǎng)（RJ-45）、外接電源、串口（RS-232/485/422）三方的隔離。ETH232WG的串口的最高通信速率為115.2Kbps。RS-485口內(nèi)置有600W抗雷擊浪涌保護(hù)器。
4、設(shè)置軟件
將計(jì)算機(jī)網(wǎng)口的IP地址前3位設(shè)置為192.168.0.*.Modbus網(wǎng)關(guān)采用透明方式傳輸數(shù)據(jù)，即串口收到的任何數(shù)據(jù)都被轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)，用戶(hù)可以采用任何通訊協(xié)議，不用更改原有程序即可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊。Modbus網(wǎng)關(guān)采用ETH232WG設(shè)置程序通過(guò)網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)，其初始界面如下圖：
各按鈕功能說(shuō)明如下：
搜索設(shè)備：搜索連接在網(wǎng)絡(luò)中Modbus網(wǎng)關(guān)（同一網(wǎng)段內(nèi)的所有Modbus網(wǎng)關(guān)），結(jié)果顯示在
MAC地址列表框中。
狀態(tài)查詢(xún)：可以查詢(xún)到Modbus網(wǎng)關(guān)與設(shè)備是否建立TCP/IP連接。
讀取/修改設(shè)備參數(shù)： 讀取并設(shè)置Modbus網(wǎng)關(guān)的當(dāng)前設(shè)置。選中某一MAC地址欄后可以讀取或設(shè)置該MAC地址編輯框?qū)?yīng)Modbus網(wǎng)關(guān)的參數(shù)。當(dāng)選中物理地址列表框中Modbus網(wǎng)關(guān)時(shí)，其變
為有效。用戶(hù)可以在相應(yīng)框中輸入想要配置的參數(shù)，按此按鈕將寫(xiě)入Modbus網(wǎng)關(guān)中。
串口1參數(shù)設(shè)置 中的 工作模式有多達(dá)8種工作方式：
1：TCP客戶(hù)端
2：TCP服務(wù)器
3：UDP客戶(hù)端
4：UDP服務(wù)器
5：RTU_Master--TCP_Slaver
6：TCP_Master--RTU_Slaver
7：ASCII_Master--TCP_Slaver
8：TCP_Master--ASCII_Slaver
其中模式1～4實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)換。
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工作模式 |
解 釋 |
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TCP客戶(hù)端 |
上電時(shí)主動(dòng)向TCP服務(wù)器請(qǐng)求連接 |
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TCP服務(wù)器 |
在指定的TCP端口上監(jiān)聽(tīng)TCP連接請(qǐng)求 |
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UDP客戶(hù)端 |
當(dāng)串口收到數(shù)據(jù)后向指定的UDP服務(wù)器發(fā)送數(shù)據(jù) |
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UDP服務(wù)器 |
在指定的UDP端口上接收UDP數(shù)據(jù) |
模式5～8實(shí)現(xiàn)MODBUS TCP與RTU/ASCII轉(zhuǎn)換。
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工作模式 |
解 釋 |
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RTU_Master--TCP_Slaver |
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TCP_Master--RTU_Slaver |
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ASCII_Master--TCP_Slaver |
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TCP_Master--ASCII_Slaver |
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端口：與其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通訊時(shí)，Modbus網(wǎng)關(guān)采用的端口號(hào)。 對(duì)端域名：默認(rèn)不使用。
服務(wù)器IP：當(dāng)Modbus網(wǎng)關(guān)工作方式設(shè)置為T(mén)CP Client，與Modbus網(wǎng)關(guān)通信的電腦的IP地址。
服務(wù)器端口：當(dāng)Modbus網(wǎng)關(guān)工作方式設(shè)置為T(mén)CP Client，與Modbus網(wǎng)關(guān)通信的電腦的端口。
流量控制：與Modbus網(wǎng)關(guān)連接的串口設(shè)備的參數(shù)一致。有無(wú)流量控制、硬件流量控制（RTS/CTS）、軟件流量控制（XON/XOFF）三種方式可供設(shè)置。
串口間隔超時(shí):串口向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)包時(shí),上個(gè)字節(jié)和下個(gè)字節(jié)間的最長(zhǎng)時(shí)間間隔,即在該時(shí)間段內(nèi)Modbus網(wǎng)關(guān)沒(méi)有收到下一個(gè)字節(jié),就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò).建議設(shè)置為“10”“20” “30”.
串口工作方式:選擇RS-232、RS-485、RS-422都可以，實(shí)際上此選項(xiàng)無(wú)作用。
5、虛擬串口軟件實(shí)際操作指導(dǎo)
注: TCP通訊的原理是必須一方為T(mén)CP 客戶(hù)端, 另一方是TCP 服務(wù)器
當(dāng)ETH232WG的工作方式為T(mén)CP Client 時(shí)：例如：
虛擬串口管理程序應(yīng)該這樣配置：
當(dāng)狀態(tài)為Connected時(shí)，證明已經(jīng)連接成功
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注: TCP通訊的原理是必須一方為T(mén)CP 服務(wù)器, 另一方是TCP客戶(hù)端
當(dāng)ETG232WG的工作方式為T(mén)CP Server 時(shí)：例如：
虛擬串口管理程序應(yīng)該這樣配置：
需要點(diǎn)“I/O Options...”
把勾去掉，就直接連接了。
