TaskRunner 自定程序 - ModbusTCP控制LED灯

1. 说明

1. 任务运行器 TaskRunner 通过自定程序，采用ModbusTCP通讯协议，控制驳接在Arduino上的LED灯。ModbusTCP使用电脑来指定特定IP地址下的ModbusTCP从机，从而控制此从机。范例中使用Arduino开发板与Ethernet W5100网络扩展板，组合成ModbusTCP从机。
2. PC设备(ModbusTCP主机)通过ModbusTCP通讯协议传送指令给指定的IP地址，该地址下对应一个ModbusTCP从机，要求打开连接该从机的LED灯，从机收到主机指令后会自动解码，接着完成ModbusTCP主机所指派的工作，开启LED灯。
3. 范例中LED灯正极(针脚较长的一端)连接到电阻，再连接到Ethernet W5100的D8针脚，LED灯的负极连接到扩展板的GND针脚。
4. 此范例要使用 Arduino 开源硬件平台来搭建配套使用的测试环境。如果仅为测试用途，可使用 Modbus 仿真程序来模拟设备。

2. 零件连接图

3. 使用零件

序	零件名称	数量
1	Arduino UNO R3 开发板	1
2	Arduino Ethernet W5100 网络扩展板	1
3	USB数据线	1
4	网线	1
5	面包板	1
6	杜邦线	若干
7	LED灯	1
8	220欧姆电阻	1

  Arduino开发板与Ethernet W5100网络扩展板组装完成后的外观如下图所示。

4. Arduino流程图

5. Arduino程序

  使用Arduino IDE 编译并上传以下Arduino程序。

// 采用 MyArduinoProjects Modbus TCP 链接库
// http://myarduinoprojects.com/modbus.html
#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>

#include "MgsModbus.h"                                //引入Modbus TCP 链接库
MgsModbus Mb;

// 设置网络 (网络扩充卡 MAC 可自行修改 +1 避免冲突)
byte mac[] = {0x90, 0xA2, 0xDA, 0x0E, 0x94, 0xB6 };     //设置Arduino设备的网卡MAC地址
IPAddress ip(192, 168, 0, 162);     //设置Arduino设备的网络IP地址
IPAddress gateway(192, 168, 0, 1);  //设置网关的IP地址
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0); //设置子网掩码

#define LED_PIN 8                                    //定义LED PIN为8
int LedSwitch=0;

void setup() {
   Serial.begin(9600);
   Ethernet.begin(mac, ip, gateway, subnet);         // 启动网络
   Serial.println("网络已经开通"); 

   //设置要使用的缓存器地址
   //0 1 2 3 4 是 Holding 缓存器的顺序,其地址分别是10000,10001,10002,10003,10004
   // 新增缓存器   mb.MbData(i);   
   Mb.MbData[0] = 0;                                 // 0=关闭LED灯 1=打开LED灯
   pinMode(LED_PIN, OUTPUT);                         // 设定脚位 PIN 8为输出模式
}
 
void loop() {
   LedSwitch=Mb.MbData[0];                           // 读取数字缓存器的数值
   if (LedSwitch!=0){
       digitalWrite(LED_PIN, HIGH);                  //PIN 8输出为HIGH,LED点亮
   }
   else {    
   digitalWrite(LED_PIN, LOW);                       //PIN 8输出为LOW,LED熄灭
   }
   delay(500);                                       //延时 0.5秒
   Mb.MbsRun();                                      //呼叫 Modbus   
}

6. 设计程序

  TaskRunner 的初始示例已包含 ModbusTCP控制LED灯 自定程序。下面介绍创建自定程序的流程。

1. 点击 自定程序 选项卡，在自定程序界面中点击 新建 按钮，打开新建程序界面。
2. 在新建程序界面，填写要设计的自定程序的基本信息。如下图所示。填写完成点击 保存 按钮。

3. 返回自定程序列表界面，选择刚才创建的 JS015 自定程序，点击菜单栏中的 设计 按钮，打开程序设计器界面。
4. 在程序设计器界面中输入自定程序代码，代码示例如下。完成后，点击 保存 按钮。

{
  //定义变量
  var v,host,port,unitid;
  var m = new TModbusTCPClient(nil);
  host = iif(UgParams.Values["host"] == "","127.0.0.1",UgParams.Values["host"]);
  port = iif(UgParams.Values["port"] == "","502",UgParams.Values["port"]);
  unitid = iif(UgParams.Values["unitid"] == "","255",UgParams.Values["unitid"]);
  
  //设置参数
  TModbusTCPClient(m).Host = host;
  TModbusTCPClient(m).Port = StrToInt(port);
  TModbusTCPClient(m).UnitID = StrToInt(unitid);
  
  //读取线圈状态  
  if (TModbusTCPClient(m).ReadHoldingRegister(1,v))
  {
    if (v == 0)
      TModbusTCPClient(m).WriteRegister(1,1)
    else
      TModbusTCPClient(m).WriteRegister(1,0); 
  }
}

5. 如需要测试效果，可在程序设计器界面中点击 运行 按钮进行测试。测试过程中需使用 Modbus 仿真程序(如 Modbus Slave)来模拟 Modbus 设备，需模拟为保持寄存器。

  程序中定义的参数说明如下：

名称	说明	是否必填	默认值
host	Modbus 从机的地址	是	127.0.0.1
port	Modbus 连接的端口号	否	502
uintid	Modbus 设备ID	否	255

7. 调用执行

  设计完成的自定程序可使用以下方式来调用执行。

7.1. RestAPI

  使用浏览器或RestAPI 客户端，访问以下地址，执行自定程序调用。请将 {ip} 修改为运行 TaskRunner 主机的IP地址，{port} 修改为 TaskRunner WebSocket 服务端监听的地址。

http://{ip}:{port}?restapi=script&taskname=JS015

  如需要自定义参数，参照以下方式执行。其中将 {host} 替换为 Modbus 设备的 IP 地址。port 与 unitid 为非必填参数，如 Ardunio 未修改过端口号信息，此处可不引用这两个参数。

http://{ip}:{port}?restapi=script&taskname=JS015&host={host}&port={port}&unitid={unitid}

7.2. WebSocket

  使用WebSocket客户端，连接至 TaskRunner 中的 WebSocket 服务端。向 WebSocket 服务端发送以下文本实现自定程序的调用。

{"action":"script","taskname":"JS015"}

  如需要自定义参数，参照以下方式执行。其中将 {host} 替换为 Modbus 设备的 IP 地址。port 与 unitid 为非必填参数，如 Ardunio 未修改过端口号信息，此处可不引用这两个参数。

{"action":"script","taskname":"JS015","params":[{"name":"host","value":"{host}"},{"name":"port","value":"{port}"},{"name":"unitid","value":"{unitid}"}]}

7.3. MQTT

  使用 MQTT 客户端，连接至 TaskRunner 连接的 MQTT 服务器。MQTT 客户端向 TaskRunner 订阅的主题发送以下文本实现自定程序的调用。

{"action":"script","taskname":"JS015"}

  如需要自定义参数，参照以下方式执行。其中将 {host} 替换为 Modbus 设备的 IP 地址。port 与 unitid 为非必填参数，如 Ardunio 未修改过端口号信息，此处可不引用这两个参数。

{"action":"script","taskname":"JS015","params":[{"name":"host","value":"{host}"},{"name":"port","value":"{port}"},{"name":"unitid","value":"{unitid}"}]}