MThings:MODBUS协议调试工具,Modbus设备运维

MThings是一款全新的标准化专业MODBUS调测工具，提供主从机一体化操作，可用于MODBUS协议接口的调试测试、Modbus设备运维。它主要解决如下问题：

模拟仿真上位机软件，支持MODBUS主机读写功能。
模拟仿真Modbus设备软件，支持Modbus从机被动读写功能。
支持多设备、多通道并发运行，无设备个数限制。
支持持久化数据配置、无菜单设计，操作友好。
支持MODBUS-RTU、MODBUS-ASCII、MODBUS-TCP。
支持串口、TCP客户端、TCP服务器（可接入多客户端）、UDP单播。
支持全链路报文监控、存储、分析。
支持丰富的链路丢包统计方法。
支持数据曲线录波，统计数据极值和均值，并可导出所有数据。
支持MODBUS数据配置模板导入导出。
支持多种变化数据模拟方法。
支持数据二次加工，界面呈现原始真实数据。
支持良好的非标协议适配。
性能优异，支持接入 > 500设备节点，超20K数据点。
永久免费，免安装，中文。

2.数据

MODBUS协议是一份相对简单的总线协议，交互流程和报文约定在《Modbus Application Protocol V1_1b3》中可以得到明确的解答。这里对经常引起歧义的数据块和数据定义阐述个人理解。

2.1 数据块

协议中定义4种数据块，基于数据类型可分为两类：BIT数据和寄存器数据，结合读写属性，数据块之间的关系如下图：

2.2 数据

数据是数据块中具体信息的详细定义，不同数据块中的数据定义是相互独立的。一条数据定义可以包含多个连续BIT/REG数据点。

描述数据的属性主要包括：

＠隶属数据块

＠数据名称

＠数据地址

＠数据量

＠数据类型（协议类型）

＠数据系数（浮点数据被整形传输时涉及）

＠字节序（寄存器数据涉及）

＠字序（寄存器数据量≥2Word涉及）

＠同一数据块中，不同的数据定义的数据地址+数据量不能出现重叠；

＠任何数据块的数据在从机侧都是可读可写的；

＠不同数据块中的数据在从机侧可以指向同一数据对象，其拥有两个不同数据块地址，区别在于通过这种差异开放不同的读写权限;

＠REG数据的数据量最小为1，最大值不得超过上限（输入寄存器：125，保持寄存器123）；

＠BIT数据的数据量固定为1，代表占用1Bit，同时数据系数属性失效；

2.3数据块与数据的关系

＠同一数据块中，不同的数据定义的数据地址+数据量不能出现重叠；

＠任何数据块的数据在从机侧都是可读可写的；

＠不同数据块中的数据在从机侧可以指向同一数据对象，其拥有两个不同数据块地址，区别在于通过这种差异开放不同的读写权限;

＠REG数据的数据量最小为1，最大值不得超过上限（输入寄存器：125，保持寄存器123）；

＠BIT数据的数据量固定为1，代表占用1Bit，同时数据系数属性失效；

2.4传输类型与呈现类型

协议数据定义方式主要基于传输设计，其与UI数据之间势必存在相互转换的问题，包括类型、长度、功能差异。

MThings提供友好的数据可视化方法，支持以实际业务格式展示报文数据。

传输类型即MODBUS数据协议中定义的类型，通常以整形居多，但往往并非数据实际格式，使用者为了确认数据的正确性需要重新计算。不够直观的调试数据无疑严重影响调测效率和准确度。

MThings支持用户指定每项数据的传输类型和呈现类型，调试过程中，软件自动按配置转换，界面呈现的数据将是数据的真实内容。

例如，从机上报电压数据10.5V，寄存器传输过程中数据则为0X0069，MThings收到数据后，将整形数据乘以系数0.1，界面呈现还原之后的数据10.5V。

在录入数据配置时，MThings提供的参数包括传输类型、呈现类型、系数、单位四项配置，他们的含义分别是：

MThings支持多种协议传输类型和UI数据类型，对应关系如下：

3 功能介绍

3.1 界面分区

1.主菜单：用于切换“主功能页面”。
2.设备列表：辅助“主菜单”，用户通过单击设备名称，可切换当前激活设备，指定新的“主功能页面”所属设备。
3.配置文件：用于新建、导入、另存为、保存配置文件。
4.视图切换：用于控制显示或隐藏“设备列表”和“报文监控”窗口。
5.报文监控：查阅和管理各链接的通信报文。
6.主功能页面：对应“主菜单”，提供主功能操作界面。

3.2 新建工作配置文件

注：开始阶段如果没有加载其他配置文件，可跳过该步骤，程序退出前点击保存也可以创建配置文件。

3.3 创建串口设备

1.勾选新建设备所挂靠的串口（双击表头可全选）
2.选择所创建的设备类型
3.输入设备起始地址
4.输入设备结束地址

注：起始地址 ≤ 结束地址，起始和结束地址相同代表添加一台设备，程序根据指定的起始到结束地址，自动为区间内每个地址创建一个设备。

5.点击“配置”，确认或修改串口参数
6.查看或修改串口参数
7.点击后程序开始添加设备
8.设备添加成功后，可在此处查看到该设备。

注：设备名称默认格式：[M/S]端口名称-地址，用户可双击设备名称单元格自行修改，但是需要保证新名称不与其它设备名称冲突，否则名称修改失败。

注：同一路端口/链接中，不允许添加不同设备类型设备。

3.4 创建网络设备

1.切换端口类型至“网络”

2.点击“新建”按钮，新增一路网络配置

3.确认或修改网络配置后点击“确认”，网络端口表格中对应新增一路链接

4.勾选新建设备所挂靠的网络链接

5.选择所创建的设备类型

6.输入设备起始地址和结束地址

7.点击开始添加设备

8.设备添加成功后，可在此处查看到该设备。

3.5 编辑设备数据配置

1.点击主菜单中的“数据”，切换到设备数据操作界面

2.点击需要数据配置的设备

3.点击“配置数据”按钮使得当前设备进入数据配置态

4.点击“新增数据”按钮新建一条数据配置项，数据表格中同步增加一条默认配置

5.修改数据配置项中各项参数

注：修改过程中程序会自动关联参数变更，请仔细确认各项参数是否正确。

6.点击按钮退出数据配置态

注：退出配置态前程序会校验最终的配置结果是否正确，如果数据地址存在冲突，请按照提示修改，否则无法退出配置态。

3.6 同步数据配置至其它设备

为了简便多设备的数据配置工作，程序支持在不同设备之间进行配置共享。

1.在源设备（数据配置共享）中点击按钮进入数据配置态
2.点击“同步配置”
3.指定配置同步的目标设备
4.点击“确定”按键后开始配置同步

3.7 读数据（主机设备）

读数据有两种方式：

1.长按（>300ms）数值列单元格，程序自动发起一次数据（当前行）的读取请求

2.点击“批量读”，一次发起多个数据的读请求（批量读配置项③已选择），用户也可根据提示发起循环批量读。

3.8 写数据（主机设备）

写数据有两种方式：

1.双击“数值”列数据单元格，发起单个数据的写请求；单个数据写请求分为预置数据
2.或立即下发
3.点击立即下发后，程序立即发起数据写请求，并自动跟随一次数据读请求，如果数据写请求执行成功，单元格中数据即为下发写数据。预置数据操作是为了给批量写操作提前预置目标数据。
4.点击“批量写”，一次发起多个数据的写请求（批量写配置项⑤已选择），用户也可根据提示发起循环批量写。