標準MODBUS網關 ——實現MODBUS TCP與RTU/ASCII轉換 波仕ETH232WG標準MODBUS網關實現以太網MODBUS TCP協議與串口MODBUS RTU協議、以太網MODBUS TCP協議與串口MODBUS ASCII協議之間的相互轉換。ETH232WG同時還是一個以太網/串口轉換器。它具有超小型的外形(80*25*55mm)、RS-232、RS-485、RS-422通用，可以通過以太網-串口映射程序虛擬成為本地COM串口。ETH232WG是世界上最小的、也是使用最簡便的MODBUS網關。 ETH232WG內部還帶高速光電隔離，實現了以太網、電源、串口的三方隔離。專利產品,謹防假冒! 專利號:200630307752、200730098650 ETH232WG | 標準MODBUS網關 | 5V供電(5-24V) | 0-115.2Kbps |
1 、MODBUS TCP與RTU/ASCII簡介 標準MODBUS網關與普通以太網串口轉換器的根本差別在于標準MODBUS網關的以太網口可以接以太網設備，只要設備的以太網口符合標準MODBUS協議，無論是作為主機（Master）還是從機（Slave）。Modbus協議實際上包括ASCII、RTU、TCP。標準的Modicon控制器使用RS232、RS-485或者RS-422來實現串口的Modbus。使用串口Modbus的ASCII、RTU協議規定了消息、數據的結構、命令和就答的方式，數據通訊采用Maser/Slave方式。Modbus協議需要對數據進行校驗，串行協議中使用奇偶校驗，ASCII模式采用LRC校驗，RTU模式采用16位CRC校驗。Modbus TCP模式沒有額外規定校驗，因為TCP協議是一個面向連接的可靠協議。 使用以太網的MODBUS TCP協議就是將MODBUS RTU/ASCII協議封裝成TCP報文，本質上沒有太大差異，但RTU/ASCII運行于RS-232或RS-485串行通訊平臺，TCP是運行于以太網平臺。其中串口RTU傳輸16進制數字、串口ASCII傳輸ASCII字符。MODBUS TCP和MODBUS RTU協議非常類似。MODBUS TCP本質上是把RTU串口通信協議的CRC校驗碼去掉得到純粹的數據，然后在純粹數據的開始加上5個0和一個6并通過TCP/IP網絡協議發送出去即可。MODBUS TCP默認服務端口502。MODBUS RTU本質上是把MODBUS TCP幀頭去掉得到純粹的數據，然后在后面加上CRC校驗并通過串口通信協議發送出去即可。協議轉換格式舉例：MODBUS TCP數據包：00 00 00 00 00 06 03 03 00 00 00 05轉換成 RTU格式后數據：03 03 00 00 00 05 84 2B（84 2B為CRC16）。同樣RTU數據包發回服務器也進行RTU到TCP格式轉換。 2、 ETH232WG標準MODBUS網關特點： *采用32位ARM工業級處理器，高可靠性及低功耗 。 *100/10M自適應以太網接口，自動支持交叉線/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。 *內置網絡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。 *支持斷電或者斷網自動恢復,免去很多維護成本。 *支持狀態監視。提供了連接指示燈來分析服務器的工作狀態。 *平臺軟件自動搜索服務器。 *支持5至24V DC寬電壓輸入。 *軟件支持協議：ARP, IP，ICMP, TCP, UDP, DHCP, DNS等標準TCP/IP協議 和Modbus TCP、Modbus RTU、Modbus ASCII。 *工作溫度：-10~70˚C 儲藏溫度：-40~85˚C *操作系統要求：Windows2000/XP/7等。 3、 硬件安裝將ETH232WG接上電源（直流5-24V，隨產品配套有5V電源）。RJ-45插座上有其中一個小LED燈，當產品通電后LED會一直亮著。RJ-45插座上另外一個LED燈是LINK連接指示燈。 將RJ-45座插入以太網的RJ-45插頭即可。自動適應交叉線和直連線，LINK燈亮。波仕ETH232WG 的RS-232/485/422串口端是一個DB-9針座，具有RS-232、RS-485、RS-422全部引腳。當作為RS-232口時與PC機的DB-9針RS-232口的2、3、5腳分配完全相同。作為RS-422時，T+、T—是指從ETH232WG向外發送。注意RS-485和RS-422通信時建議要接地線（5腳）。RS-485/422無須跳線選擇。RS-485/422信號的參考地線與RS-232的GND是一樣的。 DB-9針端的引腳分配如下（帶接線端子）： | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | RS-232 | | RXD | TXD | | GND | | | | | RS-485 | A | | | | GND | | | | B | RS-422 | T+ | | | | GND | R+ | | R— | T— |
ETH232WG不僅以太網（RJ-45）與串口之間有變壓器隔離（1000V），而且還增加了一道對串口的2500V光電隔離，實現了以太網（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口內置有600W抗雷擊浪涌保護器。 4、設置軟件 將計算機網口的IP地址前3位設置為192.168.0.*.Modbus網關采用透明方式傳輸數據，即串口收到的任何數據都被轉發到網絡，用戶可以采用任何通訊協議，不用更改原有程序即可實現網絡通訊。Modbus網關采用ETH232WG設置程序通過網絡配置參數，其初始界面如下圖： 各按鈕功能說明如下： 搜索設備：搜索連接在網絡中Modbus網關（同一網段內的所有Modbus網關），結果顯示在 MAC地址列表框中。 狀態查詢：可以查詢到Modbus網關與設備是否建立TCP/IP連接。 讀取/修改設備參數： 讀取并設置Modbus網關的當前設置。選中某一MAC地址欄后可以讀取或設置該MAC地址編輯框對應Modbus網關的參數。當選中物理地址列表框中Modbus網關時，其變 為有效。用戶可以在相應框中輸入想要配置的參數，按此按鈕將寫入Modbus網關中。 串口1參數設置 中的 工作模式有多達8種工作方式： 1：TCP客戶端 2：TCP服務器 3：UDP客戶端 4：UDP服務器 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實現以太網/串口轉換。 工作模式 | 解 釋 | TCP客戶端 | 上電時主動向TCP服務器請求連接 | TCP服務器 | 在指定的TCP端口上監聽TCP連接請求 | UDP客戶端 | 當串口收到數據后向指定的UDP服務器發送數據 | UDP服務器 | 在指定的UDP端口上接收UDP數據 |
模式5～8實現MODBUS TCP與RTU/ASCII轉換。 工作模式 | 解 釋 | RTU_Master--TCP_Slaver | | TCP_Master--RTU_Slaver |
| ASCII_Master--TCP_Slaver | | TCP_Master--ASCII_Slaver | |
端口：與其他網絡設備通訊時，Modbus網關采用的端口號。 對端域名：默認不使用。 服務器IP：當Modbus網關工作方式設置為TCP Client，與Modbus網關通信的電腦的IP地址。 服務器端口：當Modbus網關工作方式設置為TCP Client，與Modbus網關通信的電腦的端口。 流量控制：與Modbus網關連接的串口設備的參數一致。有無流量控制、硬件流量控制（RTS/CTS）、軟件流量控制（XON/XOFF）三種方式可供設置。 串口間隔超時:串口向網絡發送數據包時,上個字節和下個字節間的最長時間間隔,即在該時間段內Modbus網關沒有收到下一個字節,就把數據包轉發到網絡.建議設置為“10”“20” “30”. 串口工作方式:選擇RS-232、RS-485、RS-422都可以，實際上此選項無作用。 5、虛擬串口軟件實際操作指導 注: TCP通訊的原理是必須一方為TCP 客戶端, 另一方是TCP 服務器 當ETH232WG的工作方式為TCP Client 時：例如： 虛擬串口管理程序應該這樣配置：注: TCP通訊的原理是必須一方為TCP 服務器, 另一方是TCP客戶端 當ETG232WG的工作方式為TCP Server 時：例如： 虛擬串口管理程序應該這樣配置：需要點“I/O Options...” 把勾去掉，就直接連接了。
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