【一网打尽】使用树莓派实现MODBUS RTU协议

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本文使用树莓派实现MODBUS RTU从机，借助python库——modbus-tk实现RTU从机。

MODBUS是一种灵活可靠的工业通信协议，常用的MODBUS协议包括MODBUS RTU和MODBUS TCP。借助python强大的库函数，可以在树莓派平台上非常方便的实现MODBUS主机和从机，MODBUS RTU和TCP，甚至一个树莓派既可以跑MODBUS RTU主机也可以同时跑MODBUS TCP从机。相比于其他平台（例如STM32），在树莓派上实现modbus真的太简单了。

假设树莓派8个可用GPIO端口分别连接LED，在很多工控领域一个LED可称为控制点，在modbus协议中一个控制点被抽象为线圈寄存器，操作相应的线圈寄存器有05H和15H指令。若使用modbus-tk便不必关心modbus协议的具体内容。

下面就通过modbus中协议实现树莓派扩展板上LED的控制。

1. 
   
2. #!/usr/bin/env python
   
3. # -*- coding: utf_8 -*-
   
4. import sys
   
5. import logging
   
6. import threading
   
7. import modbus_tk
   
8. import modbus_tk.defines as cst
   
9. import modbus_tk.modbus as modbus
   
10. import modbus_tk.modbus_rtu as modbus_rtu
    
11. import serial
    
12. import time
    
13. import RPi.GPIO as GPIO
    
14. logger = modbus_tk.utils.create_logger(name="console", record_format="%(message)s")
    
15. # 创建server
    
16. server = modbus_rtu.RtuServer(serial.Serial("/dev/ttyAMA0", 9600))
    
17. slaver = server.add_slave(1)
    
18. # BCM GPIO编号
    
19. pins = [17,18,27,22,23,24,25,4]
    
20. def setup():
    
21.     # 采用BCM编号
    
22.     GPIO.setmode(GPIO.BCM)
    
23.     # 设置所有GPIO为输出状态，且输出低电平
    
24.     for pin in pins:
    
25.         GPIO.setup(pin, GPIO.OUT)
    
26.         GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
    
27.    
    
28.     slaver.add_block("coil", cst.COILS, 0, 16)
    
29.     slaver.set_values("coil", 0, 16*[0])
    
30.       
    
31. def loop():
    
32.     logger.info("running...")
    
33.     # 启动从机
    
34.     server.start()
    
35.     while True:
    
36.         values = slaver.get_values("coil", 0, 8)
    
37.         #print values[0]
    
38.         for i in range(0, 8):
    
39.             if values[i] == 1:
    
40.                 GPIO.output(pins[i], GPIO.HIGH)
    
41.             else:
    
42.                 GPIO.output(pins[i], GPIO.LOW)
    
43.       
    
44.         # 必要的延时
    
45.         time.sleep(0.5)
    
46. def destory():
    
47.     logger.info("destory")
    
48.     for pin in pins:
    
49.         GPIO.output(pin, GPIO.LOW)
    
50.         GPIO.setup(pin, GPIO.IN)
    
51.    
    
52.     # 停止从机
    
53.     server.stop()
    
54.       
    
55. if __name__ == "__main__":
    
56.     setup()
    
57.     try:
    
58.         loop()
    
59.     except KeyboardInterrupt:
    
60.         destory()
    

复制代码

测试图片：