Утилита «modbus_client»

From Wiren Board
Jump to navigation Jump to search


modbus_client — утилита для опроса устройств по протоколам Modbus RTU и Modbus TCP из командной строки.

Подготовка к работе

Контроллер Wiren Board

Утилита modbus_client предустановлена на все контроллеры Wiren Board. Для использования утилиты нужно подключиться к контроллеру по протоколу SSH.

Обычно порт RS-485 занят драйвером wb-mqtt-serial, поэтому перед запуском modbus_client этот драйвер надо остановить:

service wb-mqtt-serial stop # для Wiren Board 5 и позднее
service wb-homa-modbus stop # для Wiren Board 4

После завершения работы с modbus_client запустите драйвер обратно:

service wb-mqtt-serial start # для Wiren Board 5 и позднее
service wb-homa-modbus start # для Wiren Board 4

Настольный компьютер с Linux

Скачайте пакет для настольных компьютеров с Linux.

Перейдите в папку со скаченным пакетом и установите его командой:

sudo apt install ./modbus-utils_1.2_amd64.deb

Также автоматически должен установиться пакет libmodbus, если этого не произошло — установите его из репозитория apt.

Аргументы командной строки

Вызов modbus_client без аргументов выдает краткое описание возможных аргументов команды:

modbus_client [--debug] [-m {rtu|tcp}] [-a<slave-addr=1>] [-c<read-no>=1]
        [-r<start-addr>=100] [-t<f-type>] [-o<timeout-ms>=1000] [{rtu-params|tcp-params}] serialport|host [<write-data>]
NOTE: if first reference address starts at 0, set -0
f-type:
        (0x01) Read Coils, (0x02) Read Discrete Inputs, (0x05) Write Single Coil
        (0x03) Read Holding Registers, (0x04) Read Input Registers, (0x06) WriteSingle Register
        (0x0F) WriteMultipleCoils, (0x10) Write Multiple register
rtu-params:
        b<baud-rate>=9600
        d{7|8}<data-bits>=8
        s{1|2}<stop-bits>=1
        p{none|even|odd}=even
tcp-params:
        p<port>=502
Examples (run with default mbServer at port 1502): 
        Write data:     modbus_client --debug -mtcp -t0x10 -r0 -p1502 127.0.0.1 0x01 0x02 0x03
        Read that data: modbus_client --debug -mtcp -t0x03 -r0 -p1502 127.0.0.1 -c3

Значения параметров (адрес, таймаут, тип функции и т.д.) можно указывать как в шестнадцатеричном (0x**), так и в десятичном виде.

Общие аргументы

Параметр Описание Обязателен Значение по умолчанию
--debug Может указываться в любой позиции и включает отладку, выводя на экран шестнадцатеричные коды отправляемых и принимаемых данных. нет
-m Определяет тип используемого протокола:
  • -mrtu — Modbus RTU,
  • -mtcp — Modbus TCP.

Он должен указываться первым в командной строке, или вторым, если первый аргумент — --debug или имя файла порта RS-485.

да
-a Задает Modbus-адрес устройства, к которому мы обращаемся. нет 1
Определяет, какое количество элементов мы запрашиваем. нет 1
-r Задает начальный адрес для чтения или записи. не 100
-t Указывает код функции Modbus. Кратко они перечислены в выводе modbus_client, подробнее значения кодов описаны на странице Протокол Modbus. да
-o Задает таймаут в миллисекундах. нет 1000
-0 Ноль. Уменьшает на единицу адрес, задаваемый аргументом -r.
Это может быть полезным при работе с устройствами с нестандартной адресацией, например, с диапазоном адресов 1 — 65536 вместо привычного 0 — 65535.
нет

Затем указываются специфические параметры протокола (Modbus RTU или Modbus TCP). Несмотря на информацию, выводимую в подсказке, эти параметры также начинаются со знака - (минус,дефис).

Для Modbus RTU

Параметр Описание Значение по умолчанию
-b Скорость передачи данных по последовательной линии 9600
-d Количество передаваемых бит данных, 7 или 8 8
-s Количество стоповых битов, 1 или 2 1
-p Контроль четности:
  • -pnone — нет проверки,
  • -peven — передается бит контроля на четность,
  • -podd— передается бит контроля на нечетность.
even

Для Modbus TCP

Параметр Описание
-p Номер TCP-порта устройства, с которым взаимодействует контроллер.

Далее следует имя файла порта RS-485 или адрес хоста, а в конце необязательный параметр — данные для функций записи.

Примеры использования с оборудованием Wiren Board

Проверка подключения к устройству и считывание адреса

Все устройства Wiren Board с протоколом Modbus RTU хранят адрес в регистре 128 — его удобно считывать для проверки подключения.

Читаем содержимое регистра 128 из устройства с адресом 2, подключенного к serial-порту /dev/ttyRS485-1, с помощью функции 0x03 (Read Holding Registers):

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a2 -t0x03 -r128
Аргумент Описание
--debug отладка включена, будут выведены шестнадцатеричные коды отправляемых и принимаемых данных
-mrtu выбран протокол Modbus RTU
-pnone без проверки контроля четности
-s2 стоповых битов 2
/dev/ttyRS485-1 адрес serial-порта, к которому подключено опрашиваемое устройство
-a2 адрес устройства, 2
-t0x03 адрес функции чтения из holding-регистра
-r128 адрес регистра, значение которого мы запрашиваем

Ответ:

Opening /dev/ttyRS485-1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[02][03][00][80][00][01][85][D1]
Waiting for a confirmation...
<02><03><02><00><02><7D><85>
SUCCESS: read 1 of elements:
        Data: 0x0002

Запись нового адреса

Записываем новый адреса устройства в регистр 0x80, используя функцию 0x06 (Write Single Register).

ВНИМАНИЕ: в примере используется широковещательный адрес 0x00. Использование примера в таком виде изменит адрес на всех устройствах Wiren Board, подключенных к порту /dev/ttyRS485-1. Чтобы этого не произошло — отключите другие устройства от шины.

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a0x00 -t0x06 -r0x80 0x02

Где 0x00 — широковещательный адрес, а 0x02 — адрес, который нужно задать.

Ответ:

Data to write: 0x2
Opening /dev/ttyRS485-1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[00][06][00][80][00][02][08][32]
Waiting for a confirmation...
ERROR Connection timed out: select
ERROR occured!

Сообщение об ошибке возникает всегда, когда запись производится на специальный (широковещательный) адрес 0 (-a0x00). Теперь к устройству нужно обращаться по адресу 0x02.

Пример неправильного использования команды:

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a0x00 -t0x06 -r0x80

Здесь не указано значение, которое нужно записать в регистр адреса, поэтому устройство получит неизвестное значение.

Чтение сигнатуры устройства

Прочтем регистры релейного модуля WB-MR14 с адресом 0x01, содержащие сигнатуру (модель) устройства: WBMR14. Известно, что сигнатура хранится по адресу 200 и занимает 6 регистров.

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x03 -r200 -c 6

Ответ:

Opening /dev/ttyAPP1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[01][03][00][C8][00][06][44][36]
Waiting for a confirmation...
<01><03><0C><00><57><00><42><00><4D><00><52><00><31><00><34><D4><76>
SUCCESS: read 6 of elements:
        Data: 0x0057 0x0042 0x004d 0x0052 0x0031 0x0034

В ответе мы получили шесть 16-битных значений, в каждом из которых содержится код одного ASCII-символа. Преобразуем их, заменив начальные 0x00 на /x и удалив пробелы, к виду \x57 и т.д., который понятен команде echo, и выведем на экран получившееся:

echo  -e `modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 \
-a1 -t0x03 -r200 -c 6 | \
grep Data | sed -e 's/0x00/\\\x/g' -e 's/Data://' -e 's/\s//g'`| xxd -r -p

Ответ:

WBMR14

В старых версиях прошивки вводить | xxd -r -p не было нужно.

Чтение версии прошивки

Прочтем версию прошивки из модуля с modbus-адресом 189. По адресу 250 хранится null-termitated строка максимальной длиной в 16 регистров. Прочтем 16 регистров, начиная с адреса 250, и преобразуем полученный шестнадцатеричный ответ в символьную строку:

export DEV_PORT=/dev/ttyRS485-1 #Correct this!
export DEV_ADDR=189 #Correct this!

echo  -e `modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 $DEV_PORT \
-a$DEV_ADDR -t0x03 -r250 -c 16 | \
grep Data | sed -e 's/0x00/\\\x/g' -e 's/Data://' -e 's/\s//g'`

В результате выполнения команды получаем строку, например 1.3.1.

Включение реле релейного модуля

На модуле WB-MR14 включим реле с номером 6 (адреса регистров флагов начинаются с нуля, помним об этом!). Используем для этого команду 0x05 (Write Single Coil):

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x05 -r0x05 0x01

Ответ:

Data to write: 0x1
Opening /dev/ttyRS485-1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[01][05][00][05][FF][00][9C][3B]
Waiting for a confirmation...
<01><05><00><05><FF><00><9C><3B>
SUCCESS: written 1 elements!

Обратите внимание, утилита modbus_client при записи заменила 1 на 0x00FF, поскольку именно это значение служит для включения реле. Любое ненулевое значение будет заменено на 0x00FF, поэкспериментируйте.

Одновременное включение нескольких реле

Включим все нечетные реле и выключим все четные. Для этого используем функцию 15 (Write Multiple Coils). В модуле всего 14 реле, так что мы должны передать значения для 14 регистров с 0 по 13.

modbus_client --debug -mrtu -pnone -s2 /dev/ttyRS485-1 -a1 -t0x0f -r0x00 -c 14 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000 0x00FF 0x0000

Ответ:

Data to write: 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 0xff 0x00 
Opening /dev/ttyRS485-1 at 9600 bauds (N, 8, 2)
[01][0F][00][00][00][0E][02][55][15][1A][97]
Waiting for a confirmation...
<01><0F><00><00><00><0E><D4><0F>
SUCCESS: written 14 elements!

Обратите внимание на структуру данных запроса:

  • [01] — адрес
  • [0F] — код функции Write Multiple Coils
  • [00][00] — адрес первого регистра флагов для записи
  • [00][0E] — количество элементов для записи (14)
  • [02] — количество байт данных (14 бит помещаются в 2 байтах)
  • [55][15] — 01010101 00010101 (первое реле — младший бит первого байта, 8 реле — старший бит первого байта, 9 реле — младший бит второго байта)
  • [1A][97] — CRC16

А так же на структуру ответа:

  • <01> — адрес
  • <0F> — код функции Write Multiple Coils
  • <00><00> — адрес первого регистра флагов для записи
  • <00><0E> — количество записанных регистров флагов
  • <D4><0F> — CRC16

Подробнее описание структуры данных запросов и ответов можно найти на странице Протокол Modbus.