Шлюз Modbus RTU

В контроллерах Wiren Board есть возможность транслировать сообщения из выбранных MQTT-топиков в регистры Modbus RTU. То есть контроллер может выступать в роли Slave-устройства. Это может быть полезно для настройки взаимодействия контроллера Wiren Board и внешним программным обеспечением, например, SCADA-системы с поддержкой Modbus-RTU.

Настройка

Настройка Modbus-RTU шлюза в веб-интерфейсе контроллера Wiren Board

После установки требуется указать топики, которые будут отображаться на регистры Modbus RTU, уточнить их адреса и указать формат регистров. Для этого в веб-интерфейсе переходим в раздел Settings → Configs → MQTT to Modbus TCP and RTU slave gateway configuration

Modbus binding

Здесь нужно выбрать тип шлюза RTU, а также выбрать serial-порт, на котором будет доступен шлюз и параметры соединения.

Обязательные параметры:

• Path to device — адрес serial-порта контроллера,
• Baud rate — скорость соединения,
• Parity — контроль четности,
• Data bits — биты данных,
• Stop bits — стоп-биты.

MQTT connection

Здесь настраиваются параметры для подключения к брокеру сообщений MQTT. По умолчанию шлюз использует MQTT-брокер контроллера. Можете настроить аутентификацию.

Обязательные параметры:

• Address — адрес брокера сообщений. По умолчанию: localhost — подключение к брокеру контроллера.
• Port — номер порта, по которому доступен брокер. По умолчанию: 1883.

Нажав на кнопку Properties вы можете включить дополнительные параметры:

• Keep-alive interval — интервал ожидания ответа от брокера. Если сообщение не пришло — запрос повторяется.
• Enable username+password authentification — установите этот флаг в случае, если брокер требует аутентификации с помощью логина и пароля.
• Login — имя пользователя для подключения к брокеру. Обязательный параметр, если установлен флаг Enable username+password authentification.
• Password — пароль для подключения к брокеру. Обязательный параметр, если установлен флаг Enable username+password authentification.

Register bindings

В этом разделе настраиваются соответствия топиков и регистров.

Раздел содержит список всех найденных каналов в очереди сообщений MQTT, распределённых по типу. Каналы определяются по имени топика: в список вносятся все топики, соответствующие шаблону /devices/+/controls/+, при этом в списке они отображаются как +/+. Например, если в брокере сообщений обнаружено сообщение с топиком /devices/alarms/controls/alarm_test, то в этом списке канал будет записан как alarms/alarm_test.

Если в брокере сообщений появились новые каналы, например, при подключении нового устройства — они будут добавлены в список при перезапуске службы. Чтобы перезапустить службу, сохраните конфигурацию или перезапустите контроллер.

Каналы распределены по 4 группам — типам регистров в Modbus:

• Discrete inputs — дискретные входы. Двоичные значения 1/0, доступные только на чтение. Например, состояния входов GPIO.
• Coils — регистры флагов. Двоичные значения, доступные на чтение и на запись. Например, переключатели состояний реле.
• Input registers — регистры ввода. Численные значения, доступные только на чтение. Например, значение с датчика температуры.
• Holding registers — регистры хранения. Численные значения, доступные на чтение и на запись. Например, яркость освещения.

Распределение происходит автоматически на основании описания канала (в топиках /devices/+/controls/+/meta/+).

Для дискретных и числовых регистров доступны параметры:

• Enabled — флаг, включающий привязку канала к регистру. По умолчанию все каналы отключены.
• MQTT Device — имя канала в формате +/+, как соответствие /devices/+/controls/+/.
• Meta-type — тип канала, полученный из очереди MQTT. Параметр отображен только «для пользователя», не влияет на работу службы.
• Modbus unit ID и Start address — адресные поля Modbus RTU. Определяются хешированием от имени канала; таким образом, одинаковые каналы на разных контроллерах с большой вероятностью будут иметь одинаковые адресные поля. Замечание: Unit ID 1 и 2 зарезервированы за пользователем — никакие каналы не будут автоматически назначены на эти адреса.

Важно: Так как контроллер является шлюзом, он назначает разным устройствам, подключенным к нему, свои разные Unit ID. Некоторое программное обеспечение рассчитано на работу с одним Unit ID (например 1) на одном IP-адресе. В некоторых программах стартовый адрес считается начинающимся с 1, а не с 0. В таком случае к стартовому адресу из конфигурации шлюза надо добавлять 1 при задании его в вашем ПО.

Для Input- и Holding-регистров, дополнительно доступны параметры:

• Register format — тип хранимых данных:
  • Signed integer — знаковое целое;
  • Unsigned integer — беззнаковое целое;
  • BCD — двоично-десятичное беззнаковое целое. Например, десятичное значение 123 будет кодироваться как 0x123 == 291;
  • IEEE 754 float — число с плавающей точкой;
  • Varchar — текстовое поле фиксированного размера (1 символ на регистр).

• Size — размер данных в байтах. Нужно учитывать, что для всех типов, кроме текстового, в один регистр укладывается два байта.
  • для целочисленных типов — 2, 4 и 8 байт (соответственно, в регистрах это будет 1, 2 и 4 регистра);
  • для чисел с плавающей точкой — 4 и 8 байт (2 и 4 регистра);
  • для текстовых полей — любое неотрицательное значение.

• Maximum value — максимальное значение поля. Требуется для каналов типа range. Все значения больше максимума будут заменены на максимальное.

• Value scale — множитель значения. Например, если множитель равен 2 и в канале появилось значение 10, значение регистра будет 20. И наоборот, если в регистр было записано значение 30, в брокер уйдёт сообщение со значением 15.

• Byte swap — поменять порядок байт в modbus-регистрах. По умолчанию значения записываются в регистры в формате big-endian. Если установить этот флаг, регистр будет интерпретироваться как little-endian. Важно: флаг действует только на отдельные регистры; в случае составных значений (размером больше 2 байт), меняется порядок только в каждом двухбайтном слове. Например, значение 0x12345678 будет записываться как 0x34127856,

• Word swap — поменять порядок слов для составных значений. Например, значение 0x12345678 будет записываться как 0x56781234.

Таким образом, чтобы записать значение в формате little-endian, нужно установить оба последних флага.

Общие параметры:

• Remap addresses after edit — обновить адреса устройств в случае, если произошло наложение адресов. Полезно, если требуется изменить размер данных в сторону увеличения. При установке этого флага после сохранения конфигурационного файла он будет проанализирован на наложения адресов; если таковые будут обнаружены, сервис попытается их устранить, после чего флаг будет снят. Для того, чтобы получить обновлённый конфигурационный файл, после сохранения требуется перезагрузить страницу. Внимание! Использовать этот флаг можно только на настраиваемой системе, так как могут измениться адреса любых каналов, в том числе и уже настроенных.