如何接入Modbus协议设备并实现服务器与客户端的通信？

Modbus协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它允许设备之间通过串行或TCP/IP网络进行数据交换，Modbus服务器和客户端是Modbus通信中的两个重要角色，它们共同协作以实现数据的传输和处理。

Modbus服务器与客户端的关系

1、主站与从站：在Modbus通信中，主站（也称为客户端）负责发起请求，而从站（也称为服务器）则负责响应这些请求，这种关系确保了数据传输的有序性和可靠性。

2、主动与被动：客户端通常是主动的一方，它向服务器发送请求并等待响应，而服务器则是被动的一方，它监听来自客户端的请求并作出相应的响应。

3、连接方式：Modbus TCP使用TCP/IP协议进行通信，因此需要建立稳定的网络连接，客户端和服务器之间的连接可以是长连接（持续保持），也可以是短连接（每次通信后断开），在实际应用中，根据具体需求选择合适的连接方式。

接入Modbus协议设备的步骤

1、确定设备类型：首先需要明确要接入的设备类型，如PLC、传感器、执行器等，不同类型的设备可能需要不同的配置和接口。

2、配置Modbus参数：对于每个Modbus子设备，需要配置其地址、端口号、从站号、寄存器类型、起始地址和寄存器数量等信息，这些信息将用于建立与设备的通信连接。

3、创建通道：如果Modbus设备与IoT边缘节点直连，则该通道只能绑定该设备；如果通过网关连接，则需要创建IoT边缘节点与网关之间的传输通道，并将Modbus设备绑定到指定的通道中。

4、测试通信：配置完成后，需要测试客户端与服务器之间的通信是否正常，可以通过发送简单的读写请求来验证设备的响应情况。

Modbus服务器与客户端的代码示例

1、Modbus服务器示例：

from pymodbus.server.sync import StartTcpServer
from pymodbus.datastore import ModbusSparseDataBlock
from pymodbus.datastore import ModbusSlaveContext, ModbusServerContext
from pymodbus.transaction import ModbusRtuFramer
创建数据块
data_block = ModbusSparseDataBlock()
定义slave ID的数据上下文
context = ModbusSlaveContext(di=data_block, co=data_block, hr=data_block, ir=data_block)
server_context = ModbusServerContext(slaves=context, single=True)
启动服务器
StartTcpServer(server_context, address=("localhost", 502))

2、Modbus客户端示例：

from pymodbus.client.sync import ModbusTcpClient
client = ModbusTcpClient('device_ip', port=502)
def fetch_temperature():
    client.connect()
    result = client.read_holding_registers(address=100, count=1, unit=1)
    if not result.isError():
        temperature = result.registers[0] / 10.0 # 假设寄存器值代表的是以0.1℃为单位的温度
        print(f"Temperature: {temperature} °C")
    else:
        print("Failed to fetch temperature.")
    client.close()
fetch_temperature()

Modbus服务器与客户端在Modbus通信中扮演着至关重要的角色，通过合理的配置和管理，可以实现设备之间的高效、可靠通信，随着物联网技术的不断发展，Modbus协议的应用也将更加广泛和深入。

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