Modbus RTU Relay (C)
说明
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用电安全注意事项
- 本产品须由专业的电工或技术人员作业使用,使用过程中请做好用电安全,防漏电和绝缘等保护措施。
- 在安装、维护或更换继电器设备之前,请务必关闭电源并拔下插头。
- 请勿试图拆卸继电器设备,以免损坏设备或导致电击危险。
- 请妥善安装放置继电器设备产品,请勿在潮湿、过热、易燃坏境中使用,避免因安装或使用不慎,引发安全事故。
产品参数
供电电压 | DC 7~36V |
---|---|
通信接口 | RS485 |
通信波特率 | 4800,9600,19200,38400,57600,115200,128000,256000 |
默认通信格式 | 9600,N,8,1 |
继电器路数 | 8 路 |
继电器类型 | 磁保持继电器 |
触点类型 | 一常开、一常闭 |
触点负载 | ≤10A 277V AC 或 ≤10A 30V DC |
Modbus 协议 | 标准 Modbus RTU 协议 |
RS485 地址设置 | 1~255 |
指示灯 | STA:MCU 指示灯,MCU 正常工作时闪烁 TXD:发送指示灯,发送数据时灯亮 RXD:接收指示灯,接收数据时灯亮 |
注意事项
- 模块出厂状态为默认转态,但因运输或安装时受到冲击等因素影响,可能会改变动作状态,因此上电时根据需要重新设置继电器状态。
- 磁保持继电器只有在改变状态时才会供电,平时继电器处于断电状态,仅靠磁力吸合,因此应避免模块强烈震动,收到冲击时可能会改变继电器状态。
- 模块状态信息可以断电保存,上电时恢复。但是继电器改变状态时断电,可能会导致状态不确定,收到冲击也可能会改变状态,建议每次上电后都根据需要重置继电器状态。
- 在使用过程中,请使产品远离强磁场以避免动作电压和复位电压的改变。
硬件测试
RS485测试
- 将USB TO 485和目标板通过杜邦线,将A-->A和B-->B相连,如下图所示:
- 下载
SSCOM串口调试助手并在电脑上打开,打开对应的端口号,设置波特率为9600,点击多字符串打开多条字符串发送窗口,点击对应的功能即可发送对应的命令,
- 如果需要发送其他命令则选择HEX发送,加检验选择ModbusCRC16校验,输入命令的前六个字节点击发送则会自动添加CRC校验码。
- 详细的控制指令请查看请查看开发协议。
Modbus Poll软件
- 串口软件不方便观察数据,可以选择Modbus Poll软件读取数据。下载并安装Modbus Poll软件。
- 打开软件,选择setup->Read/Write Definition,Slave ID选择实际设备地址,Function选择01 Read Coils功能码,Quantity改为8通道。点击OK确认。
- 选择Connection->Connect...,选择对应的串口,波特率为9600,八位无校验模式。点击OK连接。
- 连接正常后则可以查看当前继电器状态,选择对应通道后,双击状态值即可跳出发送页面,选择ON或OFF,然后发送即可控制对应的继电器开合。
程序测试
注意:RS485不可以直接接到树莓派的串口否则可能烧毁设备,需要加485电平转换,树莓派建议搭配RS485 CAN HAT模块使用,NUCLEO-F103RB和Arduino建议搭配RS485 CAN Shield模块使用
树莓派
打开树莓派终端,输入以下指令进入配置界面
sudo raspi-config 选择Interfacing Options -> Serial,关闭shell访问,打开硬件串口
然后重启树莓派:
sudo reboot
打开/boot/config.txt文件,找到如下配置语句使能串口,如果没有,可添加在文件最后面。
enable_uart=1
对于树莓派3B用户,串口用于蓝牙,需要注释掉:
#dtoverlay=pi3-miniuart-bt
然后重启树莓派:
sudo reboot
将RS485 CAN HAT模块插到树莓派,把ModBus RTU Relay模块和RS485 CAN HAT模块的A与B对应连接
如果使用的是其他的485设备,确定连线A-A,B-B即可
运行如下命令运行程序
sudo apt-get install unzip wget https://www.waveshare.net/w/upload/f/f9/Modbus_RTU_Relay_Code.zip unzip Modbus_RTU_Relay_Code.zip cd Modbus_RTU_Relay_Code/Python3 sudo python3 main.py
STM32
STM32的例程是基于NUCLEO-F103RB和RS485 CAN Shield模块。
找到STM32程序文件目录并打开STM32工程。注意使用前先确保电脑已经安装好keil5软件,下载将程序下载到开发板即可。
正常正常运行继电器模块导通会依次打开然后依次关闭。串口会输出发送的命令。
Arduino
Arduino例程是基于NUO PLUS和RS485 CAN Shield模块。
使用Arduino IDE 打开程序,选择对应的开发板然后下载程序。
正常正常运行继电器模块导通会依次打开然后依次关闭。串口会输出发送的命令。
开发协议
功能码介绍
功能码 | 功能说明 | 备注 |
---|---|---|
01 | 读线圈状态 | 读继电器状态 |
03 | 读保持寄存器 | 读取地址、版本 |
05 | 写单线圈 | 写单个继电器 |
06 | 写单寄存器 | 设置波特率,地址 |
0F | 写多个线圈 | 写全部继电器 |
寄存器地址介绍
地址(HEX) | 地址存储内容 | 寄存器取值 | 权限 | Modbus 功能码 |
---|---|---|---|---|
0x0000 …… 0x0007 |
道通1~通道8继电器地址 | 0xFF00:继电器开启; 0x0000:继电器关闭; 0x5500:继电器翻转; |
读/写 | 0x01,0x05,0x0F |
0x00FF | 操作全部继电器 | 0xFF00:继电器全部开启; 0x0000:继电器全部关闭; 0x5500:继电器全部翻转; |
写 | 0x05 |
0x0100 …… 0x0107 |
道通1~通道8继电器翻转 | 0xFF00:继电器翻转; 0x0000:继电器不变; |
写 | 0x05,0x0F |
0x01FF | 翻转全部继电器 | 0xFF00:继电器全部翻转; 0x0000:继电器全部不变; |
写 | 0x05 |
0x0200 …… 0x0207 |
道通1~通道8继电器闪开 | 延时时间为数据*100ms 数值:0x0007,延时:7*100MS = 700MS |
写 | 0x05 |
0x0400 …… 0x0407 |
道通1~通道8继电器闪闭 | 延时时间为数据*100ms 数值:0x0007,延时:7*100MS = 700MS |
写 | 0x05 |
4x2000 | 串口参数 | 高八位为校验方式:0x00~0x02 低八位为波特率方式:0x00~0x07 |
读/写 | 0x03,0x06 |
4x4000 | 设备地址 | 直接存储 Modbus 地址 设备地址:0x0001-0x00FF |
读/写 | 0x03,0x06 |
4x8000 | 软件版本 | 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本 0x0064 = 100 = V1.00 |
读 | 0x03 |
操作指令介绍
控制单个继电器
发送码:01 05 00 00 FF 00 8C 3A
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
05 | 05指令 | 控制继电器指令 |
00 00 | 地址 | 要控制继电器的寄存器地址,0x0000 - 0x0007 |
FF 00 | 指令 | 0xFF00:继电器开启; 0x0000:继电器关闭; 0x5500:继电器翻转; |
8C 3A | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
返回码: 01 05 00 00 FF 00 8C 3A
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
05 | 05指令 | 控制继电器指令 |
00 00 | 地址 | 要控制继电器寄存器地址,0x0000-0x0007 |
FF 00 | 指令 | 0xFF00:继电器开启; 0x0000:继电器关闭; 0x5500:继电器翻转; |
8C 3A | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
示例:[1号地址设备]:
0号继电器开启 : 01 05 00 00 FF 00 8C 3A 0号继电器关闭 : 01 05 00 00 00 00 CD CA 1号继电器开启 : 01 05 00 01 FF 00 DD FA 1号继电器关闭 : 01 05 00 01 00 00 9C 0A 2号继电器开启 : 01 05 00 02 FF 00 2D FA 2号继电器关闭 : 01 05 00 02 00 00 6C 0A 3号继电器开启 : 01 05 00 03 FF 00 7C 3A 3号继电器关闭 : 01 05 00 03 00 00 3D CA 0号继电器翻转 : 01 05 00 00 55 00 F2 9A 1号继电器翻转 : 01 05 00 01 55 00 A3 5A 2号继电器翻转 : 01 05 00 02 55 00 53 5A 3号继电器翻转 : 01 05 00 03 55 00 02 9A
控制全部继电器
发送码:01 05 00 FF FF 00 BC 0A
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
05 | 05指令 | 控制继电器指令 |
00 FF | 地址 | 固定0x00FF |
FF 00 | 指令 | 0xFF00:继电器开启; 0x0000:继电器关闭; 0x5500:继电器翻转; |
BC 0A | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
返回码: 01 05 00 FF FF 00 BC 0A
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
05 | 05指令 | 控制继电器指令 |
00 FF | 地址 | 固定0x00FF |
FF 00 | 指令 | 0xFF00:继电器开启; 0x0000:继电器关闭; 0x5500:继电器翻转; |
BC 0A | CRC16 | 前6字节数据的CRC16校验和 |
示例:[1号地址设备]:
全部继电器开启 : 01 05 00 FF FF 00 BC 0A 全部继电器关闭 : 01 05 00 FF 00 00 FD FA 全部继电器翻转 : 01 05 00 FF 55 00 C2 AA
读取继电器状态
发送码:01 01 00 00 00 08 3D CC
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
01 | 01指令 | 查询继电器状态指令 |
00 00 | 继电器起始地址 | 继电器的寄存器地址,0x0000 - 0x0007 |
00 08 | 继电器数量 | 读取继电器数量,不能超过最大继电器数量 |
3D CC | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码:01 01 01 00 51 88
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
01 | 01指令 | 查询继电器状态指令 |
01 | 字节数 | 返回状态信息的所有字节数。 |
00 | 查询的状态 | 返回的继电器状态 Bit0:起始继电器状态; Bit1:下个继电器状态, 依次类推,高端空闲位则为零 |
51 88 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例:[1号地址设备]
发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC 返回 : 01 01 01 00 51 88 //全部继电器关闭 发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC 返回 : 01 01 01 01 90 48 //0号继电器开启,其余继电器关闭 发送 : 01 01 00 00 00 08 3D CC 返回 : 01 01 01 41 91 B8 //0、6号继电器开启,其余继电器关闭
写继电器状态
发送码:01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
0F | 0F指令 | 写继电器状态指令 |
00 00 | 继电器起始地址 | 要控制继电器的寄存器地址,0x0000 - 0x0007 |
00 08 | 继电器数量 | 操作继电器数量,不能超过最大继电器数量 |
01 | 字节数量 | 状态字节数 |
FF | 继电器状态 | Bit0:起始继电器状态; Bit1:下个继电器状态, 依次类推,高端空闲位则为零 |
BE D5 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码:01 0F 00 00 00 01 94 0B
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
0F | 0F指令 | 全部寄存器控制指令 |
00 00 | 继电器起始地址 | 要控制继电器的寄存器地址,0x0000 - 0x0007 |
00 08 | 继电器数量 | 操作继电器数量 |
54 0D | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例:[1号地址设备]
继电器全部开启 : 01 0F 00 00 00 08 01 FF BE D5 继电器全部关闭 : 01 0F 00 00 00 08 01 00 FE 95 0-1开;2-7关 : 01 0F 00 00 00 08 01 03 BE 94
继电器闪开闪闭指令
发送码:01 05 02 00 00 07 8D B0
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
05 | 05指令 | 单个控制指令 |
02 | 闪开闪闭 | 02 为是闪开指令,04为闪闭指令 |
00 | 继电器地址 | 要控制的继电器地址,0x00~0x07 |
00 07 | 间隔时间 | 延时时间为数据*100ms 数值:0x0007,延时:7*100MS = 700MS 闪开闪闭的时间最大设置为0x7FFF |
8D B0 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码:01 05 02 00 00 07 8D B0
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
05 | 05指令 | 单个控制指令 |
02 | 闪开闪闭 | 02 为是闪开指令,04为闪闭指令 |
00 | 继电器地址 | 要控制继电器地址,0x00~0x07 |
00 07 | 间隔时间 | 延时时间为数据*100ms 数值:0x0007,延时:7*100MS = 700MS 闪开闪闭的时间最大设置为0x7FFF |
8D B0 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例:[1号地址设备]
0号继电器闪开 : 01 05 02 00 00 07 8D B0 //700MS = 7*100MS = 700MS 1号继电器闪开 : 01 05 02 01 00 08 9C 74 //800MS 0号继电器闪闭 : 01 05 04 00 00 05 0C F9 //500MS 1号继电器闪闭 : 01 05 04 01 00 06 1D 38 //600MS
设置波特率指令
发送码:01 06 20 00 00 05 42 09
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
06 | 06指令 | 设置波特率,设备地址 |
20 00 | 波特率寄存器 | 0x2000为设置波特率 |
00 | 校验方式 | 0x00为无校验,0x01为偶检验,0x02为奇校验 |
05 | 波特率数值 | 波特率数值对应 0x00 : 4800 0x01 : 9600 0x02 : 19200 0x03 : 38400 0x04 : 57600 0x05 : 115200 0x06 : 128000 0x07 : 256000 |
42 09 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码:01 06 20 00 00 05 43 D8
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
06 | 06指令 | 设置波特率,设备地址 |
20 00 | 波特率寄存器 | 0x2000为设置波特率 |
00 | 校验方式 | 0x00为无校验,0x01为奇检验,0x02为偶校验 |
05 | 波特率 | 波特率数值对应 0x00 : 4800 0x01 : 9600 0x02 : 19200 0x03 : 38400 0x04 : 57600 0x05 : 115200 0x06 : 128000 0x07 : 256000 |
42 09 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例:[1号地址设备]
设置波特率 4800 :01 06 20 00 00 00 82 0A 设置波特率 9600 :01 06 20 00 00 01 43 CA 设置波特率115200 :01 06 20 00 00 05 42 09
设置设备地址指令
发送码:01 06 40 00 00 01 5D CA
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
06 | 06指令 | 设置波特率,设备地址 |
40 00 | 设备地址寄存器 | 0x4000为设置设备地址 |
00 01 | 设备地址 | 设置的设备地址,0x0001-0x00FF |
5D CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码:01 06 40 00 00 01 5D CA
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
06 | 06指令 | 设置波特率,设备地址 |
40 00 | 设备地址寄存器 | 0x4000为设置设备地址 |
00 01 | 设备地址 | 设置的设备地址,0x0001-0x00FF |
5D CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例:[1号地址设备]
设置设备地址为0x01 :00 06 40 00 00 01 5C 1B 设置设备地址为0x02 :00 06 40 00 00 02 1C 1A 设置设备地址为0x03 :00 06 40 00 00 03 DD DA
读取设备地址指令
发送码:00 03 40 00 00 01 90 1B
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
00 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
03 | 03指令 | 读取设备地址指令 |
40 00 | 设备地址寄存器 | 0x4000为读取设备地址 |
00 01 | 字节数 | 固定0x0001 |
90 1B | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码:00 03 02 00 01 44 44
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
00 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
03 | 03指令 | 读取软件版本,读取设备地址指令 |
02 | 字节数 | 返回字节数 |
00 01 | 设备地址 | 设置的设备地址,0x0001-0x00FF |
44 44 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例:[2号地址设备]
发送 : 00 03 40 00 00 01 90 1B 返回 : 00 03 02 00 02 04 45 //地址0x02
读取软件版本指令
发送码:01 03 80 00 00 01 AD CA
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
03 | 03指令 | 读取软件版本,读取设备地址指令 |
80 00 | 软件版本寄存器 | 0x4000为读取设备地址,0x8000为读取软件版本 |
00 01 | 字节数 | 固定0x0001 |
AD CA | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
返回码:01 03 02 01 2C B8 09
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
03 | 03指令 | 读取软件版本,读取设备地址指令 |
02 | 字节数 | 返回字节数 |
01 2C | 软件版本 | 转为十进制然后小数点左移两位即表示软件版本 0x012C = 300 = V3.00 |
B8 09 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
示例:
发送:01 03 80 00 00 01 AD CA 返回:01 03 02 01 2C B8 09 //0x012C = 300 =V3.00
异常功能码
当接收到的指令出错或者异常设备将会返回异常响应,异常响应格式如下。
返回码:01 85 03 02 91
字段 | 含义 | 备注 |
---|---|---|
01 | 设备地址 | 0x00表示广播地址;0x01-0xFF表示设备地址 |
85 | 异常功能吗 | 异常功能码 = 请求功能码 + 0x80 |
03 | 字节数 | 异常码 |
02 91 | CRC16 | 前 6 字节数据的 CRC16 校验和 |
异常码是一个单字节值,用于指示错误的类型。Modbus协议定义的几个常用异常码:
异常码 | 名称 | 描述 |
---|---|---|
0x01 | 非法功能 | 请求的功能码不支持 |
0x02 | 非法数据地址 | 请求的数据地址错误 |
0x03 | 非法数据值 | 请求的数据值或操作无法执行 |
0x04 | 服务器故障 | 服务器设备故障 |
0x05 | 应答 | 已接收到请求并正在处理 |
0x06 | 设备繁忙 | 设备当前正忙无法执行请求的操作 |