5.41 综合案例2.0-modbus协议控制变送器和六路继电器

案例说明

基于modbus协议，本案例实现了下述功能：
 （1）采集和上报温度、湿度、光照数据
 （2）控制6路继电器

1.器件

haas506或HD1(RTU)	1
建大仁科-光照温湿度变送器	1
郎汉德继电器	1

光照温湿度变送器

链接: 建大仁科-光照温湿度变送器手册

 一款高精度感光变送器，输出数值计量单位为 Lux,设备采用壁挂防水外壳，壁挂式安装，防护等级 IP65。485 通信，标准 ModBus-RTU 通信协议，通信地址及波特率可设置，最远通信距离 2000 米，产品供电为 10-30V 宽电压供电，主要应用于农业大棚、花卉培养温室、农业大田、电子设备生产线等需要光照度监测的场合。

• 建大仁科-光照温湿度变送器参数
  
• 硬件接线
  

六路继电器

链接: 继电器手册

 采用标准 Modbus- RTU 协议的继电器设备，支持 RS485/232 或网络通信。支持宽电压供电（9-28V DC），多路输入输出控制，可广泛应用于工业生产、农业、智慧城市、写字楼等各类应用场景。

• 继电器参数
  

2.测试前操作

（1）设置波特率
 因为“建大仁科光照温湿度变送器”和“郎汉德6路继电器”两个传感器公用一条rs485总线，所以，两个传感器需要设定为相同的工作波特率。“建大仁科光照温湿度变送器”默认工作波特率为4800， “郎汉德6路继电器”默认工作波特率为9600. 所以，本案例将“郎汉德6路继电器”默认工作波特率设定为4800，具体设置方法参考main.py。

（2）设置设备地址
 因为“建大仁科光照温湿度变送器”和“郎汉德6路继电器”两个传感器公用一条rs485总线，所以这两个设备的设备地址不应该相同（默认都是1）。所以本案例将继电器的设备地址改为3。即将继电器上的拨码开关中的第二个推上去。

3.连线

haas506

HD1(RTU)

代码

main.py

import utime
import modbus as mb
import yuanda_htb485
import zzio606

#初始化
def mb_init():
    ret = mb.init('modbus_485_4800')
    if ret < 0:
        raise ValueError("init modbus failed.")


'''
获取htb变送器温度,湿度,光照数据
htb变送器地址默认为1
'''
def test_htb485():
    htb485Obj = yuanda_htb485.HTB485(mb, 1)
    humidity = htb485Obj.getHumidity()
    temperature =  htb485Obj.getTemperature()
    brightness = htb485Obj.getBrightness()
    htb = htb485Obj.getHTB()
    
    print("temperature:", temperature/10,"℃")
    print("humidity:", humidity,"%RH")
    print("brightness:",brightness,"lx")
    print("htb:",htb)


'''
6路继电器,采用标准 Modbus- RTU 协议的继电器设备
将地址调为3
'''
def test_zzio606():
    zzio606Obj = zzio606.ZZIO606(mb, 3)
    zzio606Obj.openChannel(0)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.openChannel(1)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.openChannel(2)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.openChannel(3)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.openChannel(4)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.openChannel(5)
    status = zzio606Obj.getChannelStatus()
    print("status", status[0])
    
    utime.sleep(5)
    
    zzio606Obj.closeChannel(0)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.closeChannel(1)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.closeChannel(2)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.closeChannel(3)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.closeChannel(4)
    utime.sleep(1)
    zzio606Obj.closeChannel(5)
    utime.sleep(1)
    status = zzio606Obj.getChannelStatus()
    print("status", status[0])


if __name__ == '__main__':
    mb_init()
    test_htb485()
    test_zzio606()
    mb.deinit()

yuanda_htb485.py

import ustruct

class HTB485(object):
    
    def __init__(self, mbObj, devAddr):
        self.mbObj = mbObj
        self.devAddr = devAddr
    
    def getHumidity(self):
        if self.mbObj is None:
            raise ValueError("invalid modbus object.")
        value = bytearray(4)
        ret = self.mbObj.readHoldingRegisters(self.devAddr, 0, 2, value, 200)
        if ret[0] < 0:
            raise ValueError("readHoldingRegisters failed. errno:", ret[0])
        
        humidity = ustruct.unpack('hh',value)
        return humidity[0]
    
    def getTemperature(self):
        if self.mbObj is None:
            raise ValueError("invalid modbus object.")
        value = bytearray(4)
        ret = self.mbObj.readHoldingRegisters(self.devAddr, 0, 2, value, 200)
        if ret[0] < 0:
            raise ValueError("readHoldingRegisters failed. errno:", ret[0])
        temperature = ustruct.unpack('hh',value)
        return temperature[1]
    
    def getBrightness(self):
        if self.mbObj is None:
            raise ValueError("invalid modbus object.")
        value = bytearray(4)
        ret = self.mbObj.readHoldingRegisters(self.devAddr, 2, 2, value, 200)
        if ret[0] < 0:
            raise ValueError("readHoldingRegisters failed. errno:", ret[0])
        brightness = ustruct.unpack('hh',value)
        return brightness[1]
    
    def getHTB(self):
        if self.mbObj is None:
            raise ValueError("invalid modbus object.")
        value = bytearray(10)
        ret = self.mbObj.readHoldingRegisters(self.devAddr, 0, 5, value, 200)
        if ret[0] < 0:
            raise ValueError("readHoldingRegisters failed. errno:", ret[0])
        htb = ustruct.unpack('hhhhh',value)
        return htb

zzio606.py

class ZZIO606(object):
    
    def __init__(self, mbObj, devAddr):
        self.mbObj = mbObj
        self.devAddr = devAddr

    def openChannel(self, chid):
        if self.mbObj is None:
            raise ValueError("invalid modbus object.")
        ret = self.mbObj.writeCoil(self.devAddr, chid, 0xff00, 200)
        return ret[0]

    def closeChannel(self, chid):
        if self.mbObj is None:
            raise ValueError("invalid modbus object.")
        ret = self.mbObj.writeCoil(self.devAddr, chid, 0, 200)
        return ret[0]
    
    def getChannelStatus(self):
        if self.mbObj is None:
            raise ValueError("invalid modbus object.")
        status = bytearray(1)
        ret = self.mbObj.readCoils(self.devAddr, 0, 6, status, 200)
        if ret[0] < 0:
            raise ValueError("modbus readCoils failed, errno:", ret[0])
        return status

board.json

{
  "name": "haas506",
  "version": "1.0.0",
  "io": {
      "modbus_485_4800": {
          "type": "MODBUS",
          "mode": 0,
          "port": 2,
          "baudrate": 4800,
          "priority": 0,
          "timeout": 200
      },
      "modbus_485_9600": {
        "type": "MODBUS",
        "mode": 0,
        "port": 2,
        "baudrate": 9600,
        "priority": 0,
        "timeout": 200
      },
      "cloud_led": {
        "type": "GPIO",
        "port": 9,
        "dir": "output",
        "pull": "pulldown"
      },
      "net_led": {
        "type": "GPIO",
        "port": 7,
        "dir": "output",
        "pull": "pulldown"
      }
  },
  "debugLevel": "ERROR",
  "repl": "disable"
}

测试