【EsDA協(xié)議轉(zhuǎn)換】Modbus轉(zhuǎn)CANopen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)CANopen的協(xié)議轉(zhuǎn)換器。

?簡(jiǎn)介

IIoT(Industrial Internet of Things)是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的簡(jiǎn)稱，它將具有感知、監(jiān)控能力的各類采集、控制傳感器或控制器，以及移動(dòng)通信、智能分析等技術(shù)不斷融入到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)，從而大幅提高制造效率，改善產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品成本和資源消耗，最終實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)工業(yè)提升到智能化的新階段。

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。

然而，實(shí)際在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，由于某些特定需求或者歷史原因，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。有些設(shè)備已經(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，但使用不同協(xié)議設(shè)備通常無(wú)法直接互聯(lián)，在上述情景下，協(xié)議轉(zhuǎn)換必不可少。

?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AWFlowDesigner(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，已有基礎(chǔ)的可以跳過(guò)：

• EsDAMPC-ZC1入門(mén)（一）——軟件安裝
• EsDAMPC-ZC1入門(mén)（二）——LED控制
• EsDAMPC-ZC1應(yīng)用——串口服務(wù)器（一）
• EsDAMPC-ZC1應(yīng)用——串口服務(wù)器（二）

?使用EsDA完成Modbus轉(zhuǎn)CANopen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)CANopen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CANopen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)備一塊EPC6450-AWI開(kāi)發(fā)板與USBCAN-E-P CANopen 主站卡，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)USBCAN-E-P CANopen主站卡的工具軟件，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

下載并安裝ModbusSlave（Modbus從機(jī)模擬工具）；

下載USBCAN-E-P CANopen主站卡的工具軟件，并安裝。

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USBCAN-E-P CANopen 主站卡上,Debug調(diào)試口可不接)。

1.2.2 將第一步的CAN_1線連接到USBCAN-E-P CANopen主站卡的CANH與CANL，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

1.3.1.1 打開(kāi)剛才安裝的ModbusSlave軟件。1.3.1.2?依次點(diǎn)擊Connection–>ConnectionSetup,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。1.3.1.3 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。1.3.1.4 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)CANopen接口發(fā)送到USBCAN-E-P CANopen 主站卡。

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、canopen_slave_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（配置為僅解析地址03的數(shù)據(jù)），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canopen_slave_out發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送buff中的數(shù)據(jù)。

//創(chuàng)建CANopen發(fā)送緩沖區(qū)，將從Modbus讀取到的數(shù)據(jù)寫(xiě)入
buf=wbuffer_create()
wbuffer_write_int8(buf,0)//主索引高字節(jié)
wbuffer_write_int8(buf,33)//主索引低字節(jié)
wbuffer_write_int8(buf,1)//子索引
wbuffer_write_int8(buf,1)//每個(gè)子索引多少個(gè)字節(jié)
wbuffer_write_int8(buf,1)//數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
wbuffer_write_int8(buf,msg.payload)//數(shù)據(jù)msg.payload=wbuffer_get_data(buf)

2.1.6 雙擊canopen_slave_out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。

2.17 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)USBCAN-E-P CANopen 主站卡的工具軟件，加載對(duì)應(yīng)EDS文件，并搜索設(shè)備,即可查看在當(dāng)前總線上的CANopen從設(shè)備，TPDO1第一個(gè)字節(jié)與之前我們配置的Modbus Slave軟件的Modbus從設(shè)備的數(shù)據(jù)（第03個(gè)字節(jié)）一致，實(shí)驗(yàn)成功。