标准MODBUS网关 ——实现MODBUS TCP与RTU/ASCII转换 波仕ETH232WG标准MODBUS网关实现以太网MODBUS TCP协议与串口MODBUS RTU协议、以太网MODBUS TCP协议与串口MODBUS ASCII协议之间的相互转换。ETH232WG同时还是一个以太网/串口转换器。它具有超小型的外形(80*25*55mm)、RS-232、RS-485、RS-422通用，可以通过以太网-串口映射程序虚拟成为本地COM串口。ETH232WG是世界上最小的、也是使用最简便的MODBUS网关。 ETH232WG内部还带高速光电隔离，实现了以太网、电源、串口的三方隔离。专利产品,谨防假冒! 专利号:200630307752、200730098650 ETH232WG | 标准MODBUS网关 | 5V供电(5-24V) | 0-115.2Kbps |
1 、MODBUS TCP与RTU/ASCII简介 标准MODBUS网关与普通以太网串口转换器的根本差别在于标准MODBUS网关的以太网口可以接以太网设备，只要设备的以太网口符合标准MODBUS协议，无论是作为主机（Master）还是从机（Slave）。Modbus协议实际上包括ASCII、RTU、TCP。标准的Modicon控制器使用RS232、RS-485或者RS-422来实现串口的Modbus。使用串口Modbus的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式。Modbus协议需要对数据进行校验，串行协议中使用奇偶校验，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验。Modbus TCP模式没有额外规定校验，因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。 使用以太网的MODBUS TCP协议就是将MODBUS RTU/ASCII协议封装成TCP报文，本质上没有太大差异，但RTU/ASCII运行于RS-232或RS-485串行通讯平台，TCP是运行于以太网平台。其中串口RTU传输16进制数字、串口ASCII传输ASCII字符。MODBUS TCP和MODBUS RTU协议非常类似。MODBUS TCP本质上是把RTU串口通信协议的CRC校验码去掉得到纯粹的数据，然后在纯粹数据的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可。MODBUS TCP默认服务端口502。MODBUS RTU本质上是把MODBUS TCP帧头去掉得到纯粹的数据，然后在后面加上CRC校验并通过串口通信协议发送出去即可。协议转换格式举例：MODBUS TCP数据包：00 00 00 00 00 06 03 03 00 00 00 05转换成 RTU格式后数据：03 03 00 00 00 05 84 2B（84 2B为CRC16）。同样RTU数据包发回服务器也进行RTU到TCP格式转换。 2、 ETH232WG标准MODBUS网关特点： *采用32位ARM工业级处理器，高可靠性及低功耗 。 *100/10M自适应以太网接口，自动支持交叉线/直连线。 *RS-232/485/422三合一串口，波特率300bps至115200bps，配有接线端子板。 *内置网络1000V电磁隔离和串口2500V光电隔离，均与电源隔离。 *支持通用Socket操作模式，包括TCP Server/Client和UDP。 *支持断电或者断网自动恢复,免去很多维护成本。 *支持状态监视。提供了连接指示灯来分析服务器的工作状态。 *平台软件自动搜索服务器。 *支持5至24V DC宽电压输入。 *软件支持协议：ARP, IP，ICMP, TCP, UDP, DHCP, DNS等标准TCP/IP协议 和Modbus TCP、Modbus RTU、Modbus ASCII。 *工作温度：-10~70˚C 储藏温度：-40~85˚C *操作系统要求：Windows2000/XP/7等。 3、 硬件安装将ETH232WG接上电源（直流5-24V，随产品配套有5V电源）。RJ-45插座上有其中一个小LED灯，当产品通电后LED会一直亮着。RJ-45插座上另外一个LED灯是LINK连接指示灯。 将RJ-45座插入以太网的RJ-45插头即可。自动适应交叉线和直连线，LINK灯亮。波仕ETH232WG 的RS-232/485/422串口端是一个DB-9针座，具有RS-232、RS-485、RS-422全部引脚。当作为RS-232口时与PC机的DB-9针RS-232口的2、3、5脚分配完全相同。作为RS-422时，T+、T—是指从ETH232WG向外发送。注意RS-485和RS-422通信时建议要接地线（5脚）。RS-485/422无须跳线选择。RS-485/422信号的参考地线与RS-232的GND是一样的。 DB-9针端的引脚分配如下（带接线端子）： | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | RS-232 | | RXD | TXD | | GND | | | | | RS-485 | A | | | | GND | | | | B | RS-422 | T+ | | | | GND | R+ | | R— | T— |
ETH232WG不仅以太网（RJ-45）与串口之间有变压器隔离（1000V），而且还增加了一道对串口的2500V光电隔离，实现了以太网（RJ-45）、外接电源、串口（RS-232/485/422）三方的隔离。ETH232WG的串口的最高通信速率为115.2Kbps。RS-485口内置有600W抗雷击浪涌保护器。 4、设置软件 将计算机网口的IP地址前3位设置为192.168.0.*.Modbus网关采用透明方式传输数据，即串口收到的任何数据都被转发到网络，用户可以采用任何通讯协议，不用更改原有程序即可实现网络通讯。Modbus网关采用ETH232WG设置程序通过网络配置参数，其初始界面如下图： 各按钮功能说明如下： 搜索设备：搜索连接在网络中Modbus网关（同一网段内的所有Modbus网关），结果显示在 MAC地址列表框中。 状态查询：可以查询到Modbus网关与设备是否建立TCP/IP连接。 读取/修改设备参数： 读取并设置Modbus网关的当前设置。选中某一MAC地址栏后可以读取或设置该MAC地址编辑框对应Modbus网关的参数。当选中物理地址列表框中Modbus网关时，其变 为有效。用户可以在相应框中输入想要配置的参数，按此按钮将写入Modbus网关中。 串口1参数设置 中的 工作模式有多达8种工作方式： 1：TCP客户端 2：TCP服务器 3：UDP客户端 4：UDP服务器 5：RTU_Master--TCP_Slaver 6：TCP_Master--RTU_Slaver 7：ASCII_Master--TCP_Slaver 8：TCP_Master--ASCII_Slaver 其中模式1～4实现以太网/串口转换。 工作模式 | 解 释 | TCP客户端 | 上电时主动向TCP服务器请求连接 | TCP服务器 | 在指定的TCP端口上监听TCP连接请求 | UDP客户端 | 当串口收到数据后向指定的UDP服务器发送数据 | UDP服务器 | 在指定的UDP端口上接收UDP数据 |
模式5～8实现MODBUS TCP与RTU/ASCII转换。 工作模式 | 解 释 | RTU_Master--TCP_Slaver | | TCP_Master--RTU_Slaver |
| ASCII_Master--TCP_Slaver | | TCP_Master--ASCII_Slaver | |
端口：与其他网络设备通讯时，Modbus网关采用的端口号。 对端域名：默认不使用。 服务器IP：当Modbus网关工作方式设置为TCP Client，与Modbus网关通信的电脑的IP地址。 服务器端口：当Modbus网关工作方式设置为TCP Client，与Modbus网关通信的电脑的端口。 流量控制：与Modbus网关连接的串口设备的参数一致。有无流量控制、硬件流量控制（RTS/CTS）、软件流量控制（XON/XOFF）三种方式可供设置。 串口间隔超时:串口向网络发送数据包时,上个字节和下个字节间的最长时间间隔,即在该时间段内Modbus网关没有收到下一个字节,就把数据包转发到网络.建议设置为“10”“20” “30”. 串口工作方式:选择RS-232、RS-485、RS-422都可以，实际上此选项无作用。 5、虚拟串口软件实际操作指导 注: TCP通讯的原理是必须一方为TCP 客户端, 另一方是TCP 服务器 当ETH232WG的工作方式为TCP Client 时：例如： 虚拟串口管理程序应该这样配置：注: TCP通讯的原理是必须一方为TCP 服务器, 另一方是TCP客户端 当ETG232WG的工作方式为TCP Server 时：例如： 虚拟串口管理程序应该这样配置：需要点“I/O Options...” 把勾去掉，就直接连接了。
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