如何使用 Modbus 進(jìn)行樣機開(kāi)發(fā)（獲取完整代碼）

您是在進(jìn)行樣機開(kāi)發(fā)，還是在尋找一種經(jīng)濟型方式，保障應用中的溫濕度測量質(zhì)量？您是否了解關(guān)于 Python 等編程語(yǔ)言的一些基本知識？

如果您了解，那么我想要向您展示如何僅通過(guò)一個(gè) 維薩拉HMP110 探頭、一條 USB 服務(wù)電纜 (219690) 和一臺安裝了 Python 3 的計算機來(lái)輕松地長(cháng)時(shí)間記錄數據。我將帶您了解該代碼的各個(gè)方面，但如果您對解釋內容不感興趣，您可以直接跳到本文的末尾，獲取完整的代碼。另外需要說(shuō)明的是，這只是一個(gè)用于演示 Modbus 通信的示例腳本。

庫：

在介紹代碼之前，讓我們首先了解一下我們將用到的庫，其中最重要的是 pymodbus。我們使用該庫來(lái)通過(guò) Modbus RTU 與探頭建立通信，具體操作是從 pymodbus.client.sync 導入 ModbusSerialClient。我們使用struct庫將字位處理為不同的變量類(lèi)型，使用time庫更改輪詢(xún)率，使用datetime庫獲得讀取數據的時(shí)間和日期，此外，我們導入 argparse庫，將參數從命令行傳遞至代碼。

參數：

為了有助提高代碼的靈活性，我添加了一些參數。使用上述參數可讓我們無(wú)需更改代碼，便能從命令行輕松更改變量值。我認為可能會(huì )有所幫助的參數有通信端口、數據存儲文件的名稱(chēng)、探頭的地址、輪詢(xún)頻率和數據記錄長(cháng)度。

Modbus 連接：

我們首先需要初始化新的串行 Modbus 客戶(hù)端，此客戶(hù)端應已根據探頭進(jìn)行正確設置。本示例中的參數集必須包括通信方式、通信端口、響應超時(shí)、波特率、停止位和奇偶校驗。 Modbus RTU 的通信方式為“rtu"，端口取決于您的計算機，因此我將在以下部分說(shuō)明如何識別正確的端口。由于其他參數由探頭的設置決定，因此您需要參考探頭的數據表，獲取恰當的值。一般情況下，針對維薩拉探頭，波特率應為 19200，停止位為 2，無(wú)奇偶校驗。

讀取保持寄存器：

現在我們來(lái)創(chuàng )建一個(gè)函數以讀取探頭的保持寄存器。我們要調用上一節中創(chuàng )建的 Modbus 客戶(hù)端實(shí)例的 read_holding_registers() 方法來(lái)讀取寄存器。我們需要保持寄存器的起始地址、寄存器的數量和探頭的從屬地址。我們會(huì )從寄存器收到低字節序格式的 16 位字數據，之后，我們必須將其轉換為 32 位浮點(diǎn)值。

將寄存器的值轉換為 32 位的值：

寄存器的值以 16 位整數的形式存儲，我們需要將其轉換為 32 位浮點(diǎn)格式。為此，我創(chuàng )建了一個(gè)函數，它可以獲取寄存器的值和寄存器索引，并返回索引數據的 32 位浮點(diǎn)值。我們采用模塊結構來(lái)執行此轉換。

記錄數據：

鑒于我們已經(jīng)可以讀取保持寄存器并將寄存器的值轉換為 32 位浮點(diǎn)值，我們需要創(chuàng )建一個(gè)可將這些值存儲在 .csv 文件中的函數。為此，我創(chuàng )建了一個(gè)名為 data_logger() 的函數。它可以調用函數 holding_registers_data()，并以日期時(shí)間、相對濕度、溫度、露點(diǎn)的格式將獲取的數據附加到文件中。

確定探頭的通信端口：

首先，確保您的探頭能正確連接到計算機。

Windows：

在 Windows 操作系統中，您可以在“設備管理器"下找到設備的 COM 端口。要打開(kāi)“設備管理器"窗口，請打開(kāi)屏幕左下方的“開(kāi)始"菜單，然后輸入“設備管理器"。它會(huì )顯示為“最佳匹配"下的第一個(gè)結果，單擊該圖標或按下鍵盤(pán)上的 Enter 鍵便可打開(kāi)該窗口。單擊“端口（COM 和 LPT）"旁邊的箭頭以展開(kāi)端口。您會(huì )看到被列為“Vaisala USB Device"的一個(gè)設備，它的旁邊列出了 COM 端口名稱(chēng)，在我們的示例中應為 COM6。

Linux ：

在 Linux 中，您可以通過(guò)在終端鍵入命令“dmesg | grep tty"來(lái)確定通信端口。在所有返回的語(yǔ)句中，會(huì )有一個(gè)類(lèi)似于“'cp210x converter now attached to ttyUSBn "的語(yǔ)句，其中 ttyUSBn 便是端口。

運行代碼：

要運行腳本，您必須安裝所有的庫。如果需要，可以使用 pip 命令

以獲得有關(guān)參數的操作。命令提示符中應顯示此過(guò)程。下方是輸出內容的屏幕截圖。

通信端口是必需參數，其他參數均具備默認值，您可以根據自己的偏好進(jìn)行更改。通信端口參數不需要標識符，可以放在文件名稱(chēng)之后的任意位置。但其他可選參數需要標識符。

以下是以長(cháng)格式和短格式顯示的典型命令示例：