：Modbus驱动

概览

Modbus是常用的应用层数据通信协议，阿里云官方Modbus驱动（以下简称Modbus驱动）支持Modbus RTU和Modbus TCP两种交互。

Modbus驱动可以直接连接Modbus从设备，示意图如下所示。

Modbus驱动也可以通过Modbus网关连接Modbus从设备，示意图如下所示。

Modbus驱动支持的功能有读取输入状态和输入寄存器、读取和写入线圈状态、保持寄存器。

Link IoT Edge提供C和Python语言Modbus驱动，同时根据CPU架构的不同，有多种C语言Modbus驱动。您可以直接从控制台部署Modbus驱动到网关，也可以从控制台下载Modbus驱动代码进行修改，作为您的自定义驱动使用。

本文以示例方式介绍Modbus官方驱动的使用步骤，具体操作如下文所示。

前提条件

请确保已创建边缘实例并上线网关，具体操作请参见环境搭建。

一、分配驱动

1. 登录边缘计算控制台。
2. 左侧导航栏单击边缘实例，在已创建的边缘实例右侧单击查看。
3. 在实例详情页面设备与驱动页签下，单击全部驱动右侧的+图标 。
4. 在分配驱动面板中，选择官方驱动，根据网关CPU架构选择需要使用的Modbus驱动，单击对应操作栏中的分配。然后单击关闭。
   说明

   • C语言Modbus驱动，需在v1.8.4及以上版本的Link IoT Edge中使用。
   • Python语言Modbus驱动，仅支持在Link IoT Edge专业版中使用。

   

二、配置驱动

1. 单击已分配的Modbus驱动，在设备列表右侧单击驱动配置。
2. 在弹出面板中单击添加通道。
   通道是网关与具体物理设备之间的连接介质。
3. 根据界面提示设置参数，然后单击确定。

   参数	描述
   通道名称	设置通道名称，需在网关维度具有唯一性。支持中文汉字、英文字母、数字和下划线（_），长度不超过1~30个字符，1个中文汉字算2个字符。
   传输模式	支持RTU和TCP两种。
   当传输模式为RTU时，需设置以下参数：
   串口	设置串口，如/dev/ttyUSB0、/dev/ttyUSB1。支持英文字母、数字、正斜杠（/）和下划线（_），长度限制1~64字符。
   波特率	表示每秒传送的符号个数，从下拉列表中选择。
   数据位	表示一组数据实际包含的数据位数，从下拉列表中选择。
   校验位	从下拉列表中选择奇偶校验、或者无校验。
   停止位	用于表示单个包的最后一位，从下拉列表中选择。
   当传输模式为TCP时，需设置以下参数：
   IP地址	Modbus设备IP地址，输入点分十进制格式的地址。
   端口号	Modbus设备端口号，输入1~65535范围的整数。

4. （可选）在设备列表右侧，单击容器配置，根据如下参数说明，对当前驱动进行容器配置。配置完成后单击保存。
   说明 仅在产品规格为专业版的边缘实例中，允许设置容器配置。

   参数	描述
   是否使用宿主机host模式	选择是否隔离容器的网络。直接使用宿主机网络环境。 是：表示不隔离容器的网络，直接使用宿主机网络环境。 否：表示隔离容器的网络，需要设置网络端口映射。
   网络端口映射	当是否使用宿主机host模式为否时出现的参数。函数的网络环境和宿主机的环境是完全隔离的。通过网络端口映射，将容器内函数的监听端口映射到宿主机的某一个端口上，实现不同主机上的客户端程序，能够访问该函数提供的服务。最多支持映射10条网络端口。 例如，运行在宿主机容器内的fc-http-server函数，通过80端口对外界提供服务。此时，其它主机上的客户端程序，无法通过访问宿主机的80端口，访问到fc-http-server函数。因此需要将fc-http-server函数所在的容器端口映射到宿主机的某一个端口上（例如将容器内的80端口映射到宿主机8080端口），允许其它主机上的客户端程序通过访问宿主机的IP地址：8080，访问到容器内部的fc-http-server函数。
   是否启动特权模式	容器内的root用户实际上只是宿主机的一个普通用户。若在容器内部做修改系统时间、使用mount命令等需要root权限的操作，则需要赋予容器privileged特权。 说明 特权模式下，容器内部拥有宿主机的root权限，而且宿主机的所有设备会默认映射到容器内部，即无需配置设备映射。
   设备映射	当是否启动特权模式为否时出现的参数。设备管理系统和宿主机的环境是完全隔离的。当一个函数需要访问宿主机的设备（例如串口）时，需要将设备映射到运行函数的容器内部。最多可添加10个设备映射。
   卷映射	文件系统和宿主机的环境是完全隔离的。当一个函数需要访问宿主机的文件时，需要将文件映射到运行函数的容器内部。最多可添加10个卷映射。

三、驱动关联子设备

1. 单击设备列表区域框下的分配子设备，在Modbus驱动下为边缘实例分配设备。
   您可以分配已有的Modbus设备，也可以根据下面的步骤，新建Modbus设备。

   说明 分配已有的Modbus设备时，该设备所属产品必须接入网关，且接入网关协议为Modbus。详细说明请参见创建产品。
2. 在右侧弹出的分配子设备面板中，单击添加子设备。
   
3. 在添加设备对话框，单击新建产品，创建Modbus设备所属产品。
   
4. 在创建产品对话框设置参数后，单击完成。

   表 1. 参数说明

   参数	描述
   产品名称	设置产品名称，产品名称在账号内具有唯一性。支持中文、英文字母、数字、下划线（_）、短划线（-）、at符号（@）和英文圆括号，长度限制4~30个字符，一个中文汉字算2个字符。
   接入网关协议	此处必须选择Modbus。
   认证方式	选择适合您设备的认证方式。详细信息，请参见设备安全认证。
   产品描述	添加对该产品的描述。可以为空。

5. 在添加设备对话框，产品自动分配已创建的产品，单击产品下的前往配置，为产品添加自定义功能。
   说明 您也可以使用Modbus调试工具配置Modbus产品，但需要先完成添加设备并分配到边缘实例的操作，再使用调试工具。

   

   系统跳转到物联网平台控制台的产品详情页面功能定义页签。单击编辑草稿，在弹出页面中单击添加自定义功能。

   
6. 在添加自定义功能对话框，根据实际情况设置属性参数。具体操作请参见单个添加物模型。
   在配置物模型属性的过程中，单击新增扩展描述设置如下扩展描述参数，将属性映射到寄存器中。官方Modbus驱动会将所有的属性聚合为Modbus数据请求，驱动收到Modbus数据之后再转换为物模型数据。

   参数说明如下所示，详细的参数解释请参见单个添加物模型中“扩展描述”的说明。

   名称	描述
   操作类型	指操作Modbus的功能码。 说明 其中： 线圈状态：读取时统一使用0x01功能码。写入时支持使用单个写入功能码0x05，或多个写入功能码0x0F。 保持寄存器：读取时统一使用0x03功能码，写入时支持使用单个写入功能码0x06，或多个写入功能码0x10。 写入时选择0x06：原始数据类型参数下只可选择int16或者uint16。选择其它数据类型时，上报属性数据会报错。 写入时选择0x10：原始数据类型参数下所有数据类型都可选。 离散输入：读取时统一使用0x02功能码，该类型不支持写入。 输入寄存器：读取时统一使用0x04功能码，该类型不支持写入。 Modbus协议相关规范，请参见GB/T 19582.1-2008、GB/T 19582.2-2008和GB/T 19582.3-2008。
   寄存器地址	填写十六进制，以0x开头。 根据您自己设备的属性地址设置寄存器地址。例如，要调试温度属性，您设备的温度属性地址为1，则寄存器地址可设置为0x1。
   原始数据类型	如采集的温度值的数据类型为浮点型。
   取值范围	取值范围指的是原始数据经过缩放因子处理之后的取值范围，超出取值范围的数据会被丢弃。
   交换寄存器内高低字节	是否把寄存器内16位数据的前后8个bits互换。此处设置为互换true。
   交换寄存器顺序	是否把原始数据32位数据的bits互换。此处设置为不互换false。
   缩放因子	指缩放系数，如采集的值为100， 但真实的值为10，因此需要缩放10倍，故缩放因子填写0.1即可。如放大10倍（即真实的值为1000），则放大因子为10。
   数据上报方式	有两种数据上报方式。 按时上报：选择按时上报后，根据步骤9中为子设备设置的数据采集间隔，采集数据并上报。 变更上报：采集后的值发生变化后才会上报。

7. 返回实例详情页面，添加Modbus设备。
   
8. 将新建的Modbus设备分配到边缘实例。
9. 分配设备到边缘实例后，单击设备名称对应操作栏中的设备配置，通过关联通道，关联设备与Modbus驱动。
   

   表 2. 参数说明

   参数	描述
   关联通道	选择配置驱动步骤2中已创建的通道。
   从站号	从站号是Modbus设备标识信息，在同一个通道中是唯一的。
   数据采集间隔	Modbus协议是半双工协议，由网关主动请求数据，因此需要指定对数据点的采集间隔时间。单位为毫秒。 说明 单个属性点的采集耗时时间大概为60毫秒（ms），则采集间隔的计算方式为： 采集耗时时间(60 ms) * 该通道的所有属性点个数 例如，当前Modbus总线通道上有10个设备，且每个设备有10个属性点，即采集间隔时间应大于等于6000 ms（60 ms * 10 * 10 = 6000 ms），这样才能保证每个属性点能正常上报。

四、部署边缘实例

1. （可选）在部署实例前，可以使用Modbus调试工具，测试网关能否连接该Modbus设备，同时也可以测试Modbus设备所属产品的物模型是否配置正确。
2. 在实例详情页面，单击右上角部署，部署边缘实例。

常见问题

Modbus官方驱动上报消息到云端时，是按照设备维度上报，还是属性维度上报？

答：Modbus官方驱动在每个采集周期内，按照设备维度进行采集和上报数据。例如，1个Modbus设备有100个属性，数据采集间隔为5秒，那么Modbus驱动每5秒上报云端1条消息（因为是1个设备）。