基于python的Modbus/MQTT/S7/OPCUA库总结

本文列出了基于python开发的S7/Modbus/OPCUA/MQTT库：

Modbus: Modbus_tk, Pymodbus, Minimalmodbus, Umodbus

MQTT:  paho

S7:     python-snap7

OpcUa:  python-opcua

介绍了安装，使用手册和例子。

具体的用法需要结合使用手册深入学习。

1 modbus

1.1主流modbus python库

Modbus_tk

Pymodbus

Minimalmodbus

Umodbus

 

1.2比较

库名称	installation	Code	3rd party依赖	主要功能
modbus_tk	pip install modbus_tk	https://github.com/ljean/modbus-tk	pyserial	Support modbus TCP and RTU, both master and slave Don’t support modbus ASCII 重量级
pymodbus	pip install pymodbus	https://github.com/riptideio/pymodbus/	pyserial	Support modbus TCP/RTU/ASCII, master and slave 重量级
minimalmodbus	pip install minimalmodbus	https://github.com/pyhys/minimalmodbus	pyserial	Only support Modbus RTU and ASCII, and only work in master(client). 非常轻量级
uModbus	pip install uModbus	https://github.com/AdvancedClimateSystems/uModbus/	no	Support both Modbus client and server (both TCP and RTU). Don’t support Modbus ASCII 轻量级

 

1.3例子：

选择哪一个modbus python库取决于具体的需求。我这里选择minimalmodbus，应为我的应用场景中至少需要modbus client端，并且server端是modbus ascii协议，这样选择轻量级的minimalmodbus就可以了。

下面是gitbub中给出的minimalmodbus的例子：

https://github.com/pyhys/minimalmodbus/blob/master/tests/test_minimalmodbus.py

对于其他的库，在相应的github源码库中都有例子可以参考。

2 MQTT

The Paho Python Client provides a client class with support for both MQTT v3.1 and v3.1.1 on Python 2.7 or 3.x.

官方网站：

https://www.eclipse.org/paho/clients/python/

github源代码：

https://github.com/eclipse/paho.mqtt.python

2.1安装

可以直接通过pip安装二进制包:

pip install paho-mqtt

或者下载最新的源码安装:

git clone https://github.com/eclipse/paho.mqtt.python.git
cd paho.mqtt.python
python setup.py install

2.2使用手册

https://www.eclipse.org/paho/clients/python/docs/#usage-and-api

2.3例子：

Paho的源代码中提供了大量例子程序：

https://github.com/eclipse/paho.mqtt.python/tree/master/examples

这里给出一个设置用户名和密码，然后订阅话题的例子：

#!/usr/bin/python
# -*- coding: utf-8 -*-
import paho.mqtt.client as mqtt
def on_connect(mqttc, obj, flags, rc):
    print("connect rc: " + str(rc))

def on_message(mqttc, obj, msg):
    print(msg.topic + " " + str(msg.qos) + " " + str(msg.payload))

def on_publish(mqttc, obj, mid):
    print("mid: " + str(mid))

def on_subscribe(mqttc, obj, mid, granted_qos):
    print("Subscribed: " + str(mid) + " " + str(granted_qos))

def on_log(mqttc, obj, level, string):
    print(string)

# If you want to use a specific client id, use
# mqttc = mqtt.Client("client-id")
# but note that the client id must be unique on the broker. Leaving the client
# id parameter empty will generate a random id for you.
mqttc = mqtt.Client()
mqttc.on_message = on_message
mqttc.on_connect = on_connect
mqttc.on_publish = on_publish
mqttc.on_subscribe = on_subscribe
mqttc.username_pw_set("usr123", "pw123")
mqttc.connect("localhost", 1883, 60)
mqttc.subscribe("/test/data", 0)

mqttc.loop_forever()

 

3 S7

Snap7是S7的一个开源库，支持C/C++,Pascal,Phyton,Node.js等多种语言，官网为:

http://snap7.sourceforge.net/

源码可以从https://sourceforge.net/projects/snap7/下载。

 

在下载的源码中就包含相应的使用手册和例子。

python-snap7是对snap7库的python封装，网址为:

https://pypi.org/project/python-snap7/

github源代码：

https://github.com/gijzelaerr/python-snap7

3.1 python-snap7安装

安装可以参考https://python-snap7.readthedocs.io/en/latest/installation.html#snap7-python

3.1.1安装Snap7库

python-snap7依赖snap7库，所以需要首先安装snap7库。

1. Linux Unbuntu下可以运行如下命令：

         $ sudo add-apt-repository ppa:gijzelaar/snap7

         $ sudo apt-get update

         $ sudo apt-get install libsnap71 libsnap7-dev

 

    2. Windows下的话，从sourceforce page 下载源码包，里面也包含了编译后的二进制库文件，直接拷贝相应的snap7.dll* 到一个目录下，然后修改PATH环境变量即可。以win64为例：

    3. 也可以下载源码后，进行源码编译和安装。

 

3.1.2 安装python-snap7

直接运行

$ pip install python-snap7

即可。

可以从github下载源代码https://github.com/gijzelaerr/python-snap7

在代码目录运行：

$ python ./setup.py install

3.2 使用手册

下面是完整手册

https://python-snap7.readthedocs.io/en/latest/index.html

3.3例子:

Github源代码中包含了很好的例子：

https://github.com/gijzelaerr/python-snap7/tree/master/example

 

4 OPCUA

FreeOpcUa 是一个开源项目，提供了整套的OPC-UA Server 和 Client库和工具包。它提供了C++和Python两种实现版本。 Web 网址为:  http://freeopcua.github.io/

 

      》C++ 库github地址：https://github.com/FreeOpcUa/freeopcua

      》Python OPC-UA库, 纯python开发:         

         https://github.com/FreeOpcUa/python-opcua (安装使用pip install opcua)

        支持python2.7和python3. 现在已经处于维护阶段，只会fix bug，不会开发新功能。

        现在转向opcua-asyncio的开发。

       》 opcua-asyncio：

         https://github.com/FreeOpcUa/opcua-asyncio

         python-opcua的未来版本，只支持python3.6及以上版本，异步模式，同时也在提供同步模式封装，最终目标是替换python-opcua。 

      》GUI客户端：

          https://github.com/FreeOpcUa/opcua-client-gui (安装：pip install freeopcua-client)

      》命令行工具： https://github.com/FreeOpcUa/python-opcua/tree/master/tools

      》GUI工具用了创建OPC UA nodes并保存为xml：

          https://github.com/FreeOpcUa/opcua-modeler

这里先主要使用python-opcua，毕竟opcua-asyncio对python版本的限制太大，也还在开发中。

4.1安装

安装很简单，直接运行：

pip install opcua

4.2文档

https://python-opcua.readthedocs.io/en/latest/

4.3例子

提供了很多例子

https://github.com/FreeOpcUa/python-opcua/tree/master/examples