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Bliiot—Peter 发表于 2024-9-24 15:10

解析 ARMxy 嵌入式工业计算机中 ModbusTCP 与 MQTT 通信操作

<div><strong>引言</strong></div>

<div>在工业自动化领域，实时数据采集对于优化生产流程和提高设备效率至关重要。Modbus RTU作为一种广泛应用的工业通信协议，因其简单可靠而备受青睐。Node-Red作为一款强大的可视化编程工具，能够极大地简化数据流的创建与管理，使其成为实现设备间互联互通的理想选择。</div>

<div>本文将详细介绍如何在钡铼技术的ARMxy工业计算机上使用Node-Red工具，通过Modbus RTU协议来采集M160T IO模块的数据。通过具体的步骤演示，我们将展示从配置环境到成功读取IO模块信息的全过程。无论您是刚刚接触工业物联网的新手，还是寻求提升现有系统功能的专业技术人员，本文都将为您提供实用的操作指南，帮助您快速掌握这一关键技术的应用技巧<strong>。</strong></div>

<div>1 案例说明</div>

<div>案例功能：使用 node-red 工具通过 Modbus/RTU 协议采集 M160T IO 模块数据，再经过 MQTT 协议的转换上传到上位机Ubuntu。基于 node-red 部署程序，实现获取 M160T IO 模块数据上传到上位机。</div>

<div></div>

<div>图 1</div>

<div>7.2 案例测试</div>

<div>本案例使用 node-red 工具、M160T IO 模块和上位机 Ubuntu 通信。请通过网线将设备 ETH1、上位机和 M160T 模块 连接至公网，确保可正常访问互联网。</div>

<div>下表提供了可用的在线公共 MQTT 服务器，可根据需要自行切换。</div>

<div>表 1</div>

<table border="1">
        <tbody>
                <tr>
                        <td>服务器名称</td>
                        <td>Broker地址</td>
                        <td>TCOPP端口</td>
                        <td>web socket</td>
                </tr>
                <tr>
                        <td>HiveMQ</td>
                        <td>broker.hivemq.com</td>
                        <td>1883</td>
                        <td>8000</td>
                </tr>
                <tr>
                        <td>Mosquitto</td>
                        <td>test.mosquitto.org</td>
                        <td>1883</td>
                        <td>80</td>
                </tr>
                <tr>
                        <td>Eclipse</td>
                        <td>mqtt.eclipseprojects.io</td>
                        <td>1883</td>
                        <td>80/443</td>
                </tr>
                <tr>
                        <td>EMQX（国内）</td>
                        <td>Broker-cn.e mqx.io</td>
                        <td>1883</td>
                        <td>8083/8084</td>
                </tr>
        </tbody>
</table>

<div>请按下图所示使用网线连接 M160T ETHERNET 网口，并将电源连接到 DC/IN 接口。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>2</strong></div>

<div>1）获取从机 IP 地址及端口号</div>

<div>打开&ldquo; MxxxT_E 配置软件 V1.5.1_t &rdquo;软件，执行以下操作查询到 M160T 设备的 IP 地址和配置端口号。本次查询 到的 IP 地址是 192.168.1.4，端口号配置为 502。我司提供的&ldquo; MxxxT_E 配置软件 V1.5.1_t &rdquo;软件位于产品资料 &ldquo; 程序相关\Tools\Windows &rdquo;目录下。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>3</strong></div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>4</strong></div>

<div>找到并双击 M160T 设备。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>5</strong></div>

<div>设备默认密码为 1234。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>6</strong></div>

<div>弹出窗口点击确定。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>7</strong></div>

<div>点击读取配置选项，获取当前设备信息。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>8</strong></div>

<div>弹出窗口，点击确定。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> 9</div>

<div>选取网络配置选项。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>10</strong></div>

<div>获取到当前设备 IP 地址为 192.168.1.4，将监听端口配置为 502，连接模式选择Modbus TCP 模式。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>11</strong></div>

<div>点击写入配置选项，将配置信息写入设备。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>2</strong></div>

<div>弹出窗口，提示数据保存成功。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>13</strong></div>

<div>点击重启设备，重新载入配置。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>4</strong></div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>15</strong></div>

<div>2） <strong>Mosquitto</strong><strong>工具安装</strong></div>

<div>Mosquitto 是一款开源的 MQTT 消息代理（服务器）软件，提供轻量级的、支持可发布/可订阅的的消息推送模 式。本文 node_mqtt.json 案例采用 node-red 与 Mosquitto 工具演示 MQTT 通信协议的通信功能。由于上位机 Ubun tu 系统作为通信对象，因此需在 Ubuntu 终端执行如下命令安装 Mosquitto 工具。</div>

<div><strong>Host#</strong> sudo apt-get install mosquitto-clients</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>4</strong></div>

<div>3）<strong>设备发布/上位机订阅</strong></div>

<div>设备启动，执行 node-red 程序，将上位机登录到 node-red 部署系统。</div>

<div>使用的依赖模块有：&ldquo; node-red-dashboard &rdquo;、&ldquo; node-red-contrib-modbus &rdquo;以及自带的 mqtt 模块。请参考上方&ldquo;安装依赖模块 &rdquo;步骤安装上相应依赖模块。</div>

<div>在上位机执行如下命令，使用mosquitto_sub 工具订阅 MQTT 主题。</div>

<div><strong>Host#</strong> mosquitto_sub -h broker.hivemq.com -p 1883 -t modbus/data</div>

<div>参数解析：</div>

<div>-h: 指定 MQTT 服务器；</div>

<div>-p: 指定 MQTT 服务器 TCP 端口；</div>

<div>-t: 定义 MQTT 主题，可自定义命名。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>5</strong></div>

<div>为便于测试，我司提供的经验证的 Modbus/TCP 与 MQTT 通信协议为案例&ldquo; node-red\node_red_mqtt\ &rdquo;目录下的 modbus_mqtt.json 文件。请参考上方&ldquo;导入节点文件 &rdquo;步骤导入对应节点文件。</div>

<div>导入文件成功后，点击右上角部署按钮，启动程序。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>6</strong></div>

<div>部署成功后，node-red 将通过 modbus/tcp 协议采集 M160T IO 模块数据上传到 MQTT 服务器，上位机将从 MQTT 服务器接收到对应的消息。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>7</strong></div>

<div><strong>引言</strong></div>

<div>在工业自动化领域，实时数据采集对于优化生产流程和提高设备效率至关重要。Modbus RTU作为一种广泛应用的工业通信协议，因其简单可靠而备受青睐。Node-Red作为一款强大的可视化编程工具，能够极大地简化数据流的创建与管理，使其成为实现设备间互联互通的理想选择。</div>

<div>本文将详细介绍如何在钡铼技术的ARMxy工业计算机上使用Node-Red工具，通过Modbus RTU协议来采集M160T IO模块的数据。通过具体的步骤演示，我们将展示从配置环境到成功读取IO模块信息的全过程。无论您是刚刚接触工业物联网的新手，还是寻求提升现有系统功能的专业技术人员，本文都将为您提供实用的操作指南，帮助您快速掌握这一关键技术的应用技巧<strong>。</strong></div>

<div>1 案例说明</div>

<div>案例功能：使用 node-red 工具通过 Modbus/RTU 协议采集 M160T IO 模块数据，再经过 MQTT 协议的转换上传到上位机Ubuntu。基于 node-red 部署程序，实现获取 M160T IO 模块数据上传到上位机。</div>

<div></div>

<div>图 1</div>

<div>7.2 案例测试</div>

<div>本案例使用 node-red 工具、M160T IO 模块和上位机 Ubuntu 通信。请通过网线将设备 ETH1、上位机和 M160T 模块 连接至公网，确保可正常访问互联网。</div>

<div>下表提供了可用的在线公共 MQTT 服务器，可根据需要自行切换。</div>

<div>表 1</div>

<table border="1">
        <tbody>
                <tr>
                        <td>服务器名称</td>
                        <td>Broker地址</td>
                        <td>TCOPP端口</td>
                        <td>web socket</td>
                </tr>
                <tr>
                        <td>HiveMQ</td>
                        <td>broker.hivemq.com</td>
                        <td>1883</td>
                        <td>8000</td>
                </tr>
                <tr>
                        <td>Mosquitto</td>
                        <td>test.mosquitto.org</td>
                        <td>1883</td>
                        <td>80</td>
                </tr>
                <tr>
                        <td>Eclipse</td>
                        <td>mqtt.eclipseprojects.io</td>
                        <td>1883</td>
                        <td>80/443</td>
                </tr>
                <tr>
                        <td>EMQX（国内）</td>
                        <td>Broker-cn.e mqx.io</td>
                        <td>1883</td>
                        <td>8083/8084</td>
                </tr>
        </tbody>
</table>

<div>请按下图所示使用网线连接 M160T ETHERNET 网口，并将电源连接到 DC/IN 接口。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>2</strong></div>

<div>1）获取从机 IP 地址及端口号</div>

<div>打开&ldquo; MxxxT_E 配置软件 V1.5.1_t &rdquo;软件，执行以下操作查询到 M160T 设备的 IP 地址和配置端口号。本次查询 到的 IP 地址是 192.168.1.4，端口号配置为 502。我司提供的&ldquo; MxxxT_E 配置软件 V1.5.1_t &rdquo;软件位于产品资料 &ldquo; 程序相关\Tools\Windows &rdquo;目录下。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>3</strong></div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>4</strong></div>

<div>找到并双击 M160T 设备。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>5</strong></div>

<div>设备默认密码为 1234。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>6</strong></div>

<div>弹出窗口点击确定。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>7</strong></div>

<div>点击读取配置选项，获取当前设备信息。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>8</strong></div>

<div>弹出窗口，点击确定。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> 9</div>

<div>选取网络配置选项。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>10</strong></div>

<div>获取到当前设备 IP 地址为 192.168.1.4，将监听端口配置为 502，连接模式选择Modbus TCP 模式。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>11</strong></div>

<div>点击写入配置选项，将配置信息写入设备。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>2</strong></div>

<div>弹出窗口，提示数据保存成功。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>13</strong></div>

<div>点击重启设备，重新载入配置。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>4</strong></div>

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<div><strong>图</strong> <strong>15</strong></div>

<div>2） <strong>Mosquitto</strong><strong>工具安装</strong></div>

<div>Mosquitto 是一款开源的 MQTT 消息代理（服务器）软件，提供轻量级的、支持可发布/可订阅的的消息推送模 式。本文 node_mqtt.json 案例采用 node-red 与 Mosquitto 工具演示 MQTT 通信协议的通信功能。由于上位机 Ubun tu 系统作为通信对象，因此需在 Ubuntu 终端执行如下命令安装 Mosquitto 工具。</div>

<div><strong>Host#</strong> sudo apt-get install mosquitto-clients</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>4</strong></div>

<div>3）<strong>设备发布/上位机订阅</strong></div>

<div>设备启动，执行 node-red 程序，将上位机登录到 node-red 部署系统。</div>

<div>使用的依赖模块有：&ldquo; node-red-dashboard &rdquo;、&ldquo; node-red-contrib-modbus &rdquo;以及自带的 mqtt 模块。请参考上方&ldquo;安装依赖模块 &rdquo;步骤安装上相应依赖模块。</div>

<div>在上位机执行如下命令，使用mosquitto_sub 工具订阅 MQTT 主题。</div>

<div><strong>Host#</strong> mosquitto_sub -h broker.hivemq.com -p 1883 -t modbus/data</div>

<div>参数解析：</div>

<div>-h: 指定 MQTT 服务器；</div>

<div>-p: 指定 MQTT 服务器 TCP 端口；</div>

<div>-t: 定义 MQTT 主题，可自定义命名。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>5</strong></div>

<div>为便于测试，我司提供的经验证的 Modbus/TCP 与 MQTT 通信协议为案例&ldquo; node-red\node_red_mqtt\ &rdquo;目录下的 modbus_mqtt.json 文件。请参考上方&ldquo;导入节点文件 &rdquo;步骤导入对应节点文件。</div>

<div>导入文件成功后，点击右上角部署按钮，启动程序。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>6</strong></div>

<div>部署成功后，node-red 将通过 modbus/tcp 协议采集 M160T IO 模块数据上传到 MQTT 服务器，上位机将从 MQTT 服务器接收到对应的消息。</div>

<div></div>

<div><strong>图</strong> <strong>1</strong><strong>7</strong></div>

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