【EsDA協(xié)議轉(zhuǎn)換】Modbus轉(zhuǎn)CAN/CANFD協(xié)議

實(shí)施IIoT，協(xié)議轉(zhuǎn)換在某些場(chǎng)合下必不可少。本文介紹如何通過(guò)EsDA開(kāi)發(fā)套件，快速完成一個(gè)Modbus轉(zhuǎn)CAN的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。

簡(jiǎn)介

工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知層的數(shù)據(jù)來(lái)源非常多樣，通常來(lái)自各種多源異構(gòu)設(shè)備和系統(tǒng)，因此如何從這些設(shè)備和系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)，是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)面臨的第一道門(mén)檻。

但實(shí)際上在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)采用不同廠商生產(chǎn)的設(shè)備，而這些設(shè)備也可能采用不同的工業(yè)協(xié)議。有些時(shí)候，由于有些設(shè)備甚至已經(jīng)使用了若干年，出于系統(tǒng)穩(wěn)定性和集成時(shí)間的考慮，更換設(shè)備并非上策。因此實(shí)施IIoT，協(xié)議轉(zhuǎn)換在某些場(chǎng)合下必不可少。

如何解決協(xié)議轉(zhuǎn)換中的"痛點(diǎn)"

工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)協(xié)議各種各樣，傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)未必能做到同時(shí)支持多種所需協(xié)議，即便找到合適的設(shè)備硬件成本也相當(dāng)高昂。但使用EsDA 家族中的AWFlow Designer(嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)利器——【EsDA】AWFlow)與配套硬件可輕松解決該"痛點(diǎn)"。對(duì)比傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)方案其主要有以下優(yōu)點(diǎn):

靈活性高支持二次開(kāi)發(fā)，傳統(tǒng)網(wǎng)關(guān)一般功能比較單一或難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜邏輯，使用EsDA方案，可以使用AWFlow Designer對(duì)硬件進(jìn)行可視化配置，且可根據(jù)實(shí)際需求自由更改應(yīng)用邏輯（且大多數(shù)情況無(wú)需重新編譯和燒寫(xiě)固件），可同時(shí)做多種協(xié)議的轉(zhuǎn)換器，甚至可以做協(xié)議轉(zhuǎn)換之外的業(yè)務(wù)；二次開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，使用AWFlow Designer簡(jiǎn)單"拖拽、連線"即可完成二次開(kāi)發(fā)；可復(fù)用性強(qiáng)、模塊化程度高，AWFlow將常用模塊封裝為"節(jié)點(diǎn)"，高度模塊化，并支持自定義節(jié)點(diǎn)；硬件成本比傳統(tǒng)方案低。

零基礎(chǔ)EsDA入門(mén)

若是剛開(kāi)始接觸?EsDA?，可先閱讀EsDA MPC-ZC1系列文章，從零開(kāi)始搭建環(huán)境和掌握基本開(kāi)發(fā)流程。

使用EsDA完成Modbus轉(zhuǎn)CAN協(xié)議實(shí)驗(yàn)

在實(shí)際項(xiàng)目中，有時(shí)會(huì)遇到需要讀取Modbus從設(shè)備的數(shù)據(jù)到不支持Modbus的設(shè)備的情況，本文以實(shí)現(xiàn)Modbus轉(zhuǎn)CAN協(xié)議轉(zhuǎn)換器為目標(biāo)（即讀取Modbus從設(shè)備數(shù)據(jù)并發(fā)送到指定CAN設(shè)備以完成轉(zhuǎn)換），展開(kāi)講解，介紹如何通過(guò)EsDA家族中的AWFlow Designer和EPC6450-AWI開(kāi)發(fā)板套件，進(jìn)行圖形化低代碼應(yīng)用開(kāi)發(fā)，快速完成一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換器。

1. 本次實(shí)驗(yàn)主要步驟

準(zhǔn)備準(zhǔn)備一塊EPC6450-AWI開(kāi)發(fā)板與USBCANFD-200U CANFD 接口卡，并接線；

在PC機(jī)上配置Modbus模擬從設(shè)備；

業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā),使用EsDA家族中的AWFlow Designer,進(jìn)行圖形化開(kāi)發(fā)完成轉(zhuǎn)換器業(yè)務(wù)；

在PC機(jī)上打開(kāi)ZCANPRO軟件(USBCANFD-200U CANFD 接口卡上位機(jī)軟件)，讀取來(lái)自協(xié)議轉(zhuǎn)換器的數(shù)據(jù)。

1.1 PC機(jī)軟件安裝1.1.1 下載并安裝ModbusSlave（Modbus從機(jī)模擬工具）
附:https://www.modbustools.com/modbus_slave.html1.1.2 下載USBCANFD-200U接口卡驅(qū)動(dòng)和上位機(jī)軟件（CAN-bus-ZCANPRO），并安裝。附:http://www.zlgcan.com/zlgcan-usbcanfd-200u/927/

1.2 硬件準(zhǔn)備工作

1.2.1 準(zhǔn)備一塊EPC6450-AWI開(kāi)發(fā)板，并按照下圖所示連接好硬件(電源與網(wǎng)口接到PC機(jī)上,CAN_1兩根線接到USBCANFD-200U接口卡上,Debug調(diào)試口可不接)。

1.2.2 將第一步的CAN_1線連接到USBCANFD-200U CANFD 接口卡的CAN0，USB線接PC。

1.3 配置PC機(jī)注意:?需要將PC機(jī)與開(kāi)發(fā)板設(shè)置為同一網(wǎng)段（?例如本實(shí)驗(yàn)選用EPC6450-AWI開(kāi)發(fā)板的ip為169.254.240.77故需要將PC機(jī)的ip改為169.254.240.xx），否則實(shí)驗(yàn)可能會(huì)失敗,本文的PC機(jī)ip更改為169.254.240.136。

1.3.1 配置模擬Modbus

從設(shè)備1.2.1.1 打開(kāi)剛才安裝的Modbus Slave軟件。

1.2.1.2?依次點(diǎn)擊Connection–>Connection Setup,并根據(jù)圖5配置從設(shè)備參數(shù)，并點(diǎn)擊OK保存設(shè)置。

1.2.1.3?按F8彈出Slave Definition界面，并如圖6所示進(jìn)行配置，點(diǎn)擊OK保存。

1.2.1.4?配置Modbus從設(shè)備對(duì)應(yīng)寄存器的值如下圖。

2.?EsDA業(yè)務(wù)開(kāi)發(fā)

本次實(shí)驗(yàn)選用的開(kāi)發(fā)板為EPC6450-AWI，其作為一個(gè)協(xié)議轉(zhuǎn)換器，其業(yè)務(wù)主要分為兩大部分：

從PC機(jī)模擬的Modbus設(shè)備讀取數(shù)據(jù)；

將讀取到的數(shù)據(jù)通過(guò)CAN接口發(fā)送到USBCANFD-200U CANFD 接口卡。

2.1 應(yīng)用流圖繪制

2.1.1 依次將畫(huà)布拖出modbus_master_in(Modbus主設(shè)備讀取從設(shè)備數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn))、modbus_parse_in、fscript、log、canfd_out(CAN發(fā)送數(shù)據(jù))節(jié)點(diǎn),并依次連線。

2.1.2 雙擊modbus_master_in節(jié)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)之前在PC機(jī)上Modbus Slave模擬軟件的參數(shù)，進(jìn)行配置。

2.1.3 配置modbus_master_in節(jié)點(diǎn)連接參數(shù)與數(shù)據(jù)讀取方式，并點(diǎn)擊完成。

2.1.4 配置modbus_parse_in節(jié)點(diǎn)，配置Modbus數(shù)據(jù)解析方式，并點(diǎn)擊完成。

2.1.5 在fscript節(jié)點(diǎn)編寫(xiě)腳本,將從Modbus設(shè)備讀取到的數(shù)據(jù)寫(xiě)入buff，并使用CAN發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送buff中的數(shù)據(jù)。

//具體腳本如下：buf = wbuffer_create()//CAN配置包（前16個(gè)字節(jié)）wbuffer_write_int8(buf, 202)wbuffer_write_int8(buf, 150)wbuffer_write_int8(buf, 9)wbuffer_write_int8(buf, 124)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 1)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 0)wbuffer_write_int8(buf, 1)
//從Modbus從設(shè)備讀取到的數(shù)據(jù)包（八字節(jié)）data=msg.payloadfor(var i=0;i<data.size,i++){//將數(shù)據(jù)寫(xiě)入CAN發(fā)送buffwbuffer_write_int8((buf, array_get(data,i))}msg.payload = wbuffer_get_data(buf)//3 * 8 = 24個(gè)字節(jié)msg.payloadLength = 24

2.1.6 雙擊CAN節(jié)點(diǎn)，進(jìn)行配置。

至此，"轉(zhuǎn)換器"業(yè)務(wù)流圖已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成。

2.1.7 將開(kāi)發(fā)板與AWFlow Designer建立連接并將應(yīng)用流圖下載到開(kāi)發(fā)板。

3.?實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

打開(kāi)USBCANFD-200U上位機(jī)軟件（CAN-bus-ZCANPRO），選擇打開(kāi)設(shè)備（本實(shí)驗(yàn)所用的是USB-CAN FD-200U）,即可查看CAN卡讀取的數(shù)據(jù)，與之前我們配置的Modbus Slave軟件的Modbus從設(shè)備的數(shù)據(jù)一致，實(shí)驗(yàn)成功。