標準MODBUS網(wǎng)關(guān) ——實現(xiàn)MODBUS TCP與RTU/ASCII轉(zhuǎn)換 波仕ETH232WG標準MODBUS網(wǎng)關(guān)實現(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同時還是一個以太網(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、也是使用最簡便的MODBUS網(wǎng)關(guān)。 ETH232WG內(nèi)部還帶高速光電隔離，實現(xiàn)了以太網(wǎng)、電源、串口的三方隔離。專利產(chǎn)品,謹防假冒! 專利號:200630307752、200730098650 ETH232WG | 標準MODBUS網(wǎng)關(guān) | 5V供電(5-24V) | 0-115.2Kbps |
1 、MODBUS TCP與RTU/ASCII簡介 標準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準MODBUS網(wǎng)關(guān)的以太網(wǎng)口可以接以太網(wǎng)設備，只要設備的以太網(wǎng)口符合標準MODBUS協(xié)議，無論是作為主機（Master）還是從機（Slave）。Modbus協(xié)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(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)議需要對數(shù)據(jù)進行校驗，串行協(xié)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?jīng)]有額外規(guī)定校驗，因為TCP協(xié)議是一個面向連接的可靠協(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報文，本質(zhì)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(wǎng)平臺。其中串口RTU傳輸16進制數(shù)字、串口ASCII傳輸ASCII字符。MODBUS TCP和MODBUS RTU協(xié)議非常類似。MODBUS TCP本質(zhì)上是把RTU串口通信協(xié)議的CRC校驗碼去掉得到純粹的數(shù)據(jù)，然后在純粹數(shù)據(jù)的開始加上5個0和一個6并通過TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議發(fā)送出去即可。MODBUS TCP默認服務端口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校驗并通過串口通信協(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)回服務器也進行RTU到TCP格式轉(zhuǎn)換。 2、 ETH232WG標準MODBUS網(wǎng)關(guān)特點： *采用32位ARM工業(yè)級處理器，高可靠性及低功耗 。 *100/10M自適應以太網(wǎng)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(nèi)置網(wǎng)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(wǎng)自動恢復,免去很多維護成本。 *支持狀態(tài)監(jiān)視。提供了連接指示燈來分析服務器的工作狀態(tài)。 *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(xié)議：ARP, IP，ICMP, TCP, UDP, DHCP, DNS等標準TCP/IP協(xié)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(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插座上有其中一個小LED燈，當產(chǎn)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(wǎng)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(fā)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(wǎng)（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(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抗雷擊浪涌保護器。 4、設置軟件 將計算機網(wǎng)口的IP地址前3位設置為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，用戶可以采用任何通訊協(xié)議，不用更改原有程序即可實現(xiàn)網(wǎng)絡通訊。Modbus網(wǎng)關(guān)采用ETH232WG設置程序通過網(wǎng)絡配置參數(shù)，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(wǎng)絡中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：可以查詢到Modbus網(wǎng)關(guān)與設備是否建立TCP/IP連接。 讀取/修改設備參數(shù)： 讀取并設置Modbus網(wǎng)關(guān)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?qū)狹odbus網(wǎng)關(guān)的參數(shù)。當選中物理地址列表框中Modbus網(wǎng)關(guān)時，其變 為有效。用戶可以在相應框中輸入想要配置的參數(shù)，按此按鈕將寫入Modbus網(wǎng)關(guān)中。 串口1參數(shù)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(xiàn)以太網(wǎng)/串口轉(zhuǎn)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(jiān)聽TCP連接請求 | UDP客戶端 | 當串口收到數(shù)據(jù)后向指定的UDP服務器發(fā)送數(shù)據(jù) | UDP服務器 | 在指定的UDP端口上接收UDP數(shù)據(jù) |
模式5～8實現(xiàn)MODBUS TCP與RTU/ASCII轉(zhuǎn)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(wǎng)絡設備通訊時，Modbus網(wǎng)關(guān)采用的端口號。 對端域名：默認不使用。 服務器IP：當Modbus網(wǎng)關(guān)工作方式設置為TCP Client，與Modbus網(wǎng)關(guān)通信的電腦的IP地址。 服務器端口：當Modbus網(wǎng)關(guān)工作方式設置為TCP 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)連接的串口設備的參數(shù)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(wǎng)絡發(fā)送數(shù)據(jù)包時,上個字節(jié)和下個字節(jié)間的最長時間間隔,即在該時間段內(nèi)Modbus網(wǎng)關(guān)沒有收到下一個字節(jié),就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)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：當狀態(tài)為Connected時，證明已經(jīng)連接成功 |
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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