【产品应用】GZCOM-NET网关1分钟实现Modbus TCP转RTU
随着modbus tcp和modbus rtu两种协议在工业现场设备的普及，要实现这两种协议互转的需求日益增加，gzcom-net可以实现该转换功能，本文将详细介绍转换原理及使用。
原理概述
1.modbus rtu/tcp协议简介
modbus通信协议具有多个变种，其中最著名的是modbus rtu、modbus ascii和modbus tcp三种。在工业现场一般都是采用modbus rtu协议。与modbusrtu协议相比较，modbustcp协议则是在rtu协议上加一个mbap报文头，并且由于tcp是基于可靠连接的服务，rtu协议中的crc校验码就不再需要，两者帧格式差异如图1所示。图1
1.1 modbusrtu
modbus rtu数据帧(adu)由地址+pdu+校验组成，物理层为串口，包括rs232、rs422、rs485。
1.2 modbus tcp
modbus tcp数据帧(adu)由mbap+pdu组成，物理层为以太网接口；
mbap：报文头，长度7个字节。
1.3 modbus rtu/tcp共同点
modbus tcp和modbus rtu数据帧中的pdu部分是相同的；
pdu: 协议数据单元(protocol data unit)，由功能码+数据组成。功能码是一个字节，数据长度不定，由具体功能码的具体功能决定。
2.modbus rtu转modbus tcp modbus rtu数据帧转为modbus tcp数据帧过程为取出协议数据单元（pdu），并且加入报文头部（mbap），将附加地址对应到报文头部的单元标识符，如图2所示。
图2
增加了报文头部，并且去掉了附加地址和差错校验；事务处理标识：可以理解为报文的序列号，一般每次通信后就要加1以区别不同的通信数据报文，由客户端生成，应答时复制该值；协议标识符：表示modbus tcp协议，由客户端生成，应答时复制该值；长度：表示该字节后面的数据长度，单位为字节；单元标识符：设备地址，由客户端生成，应答时复制该值。3.modbus tcp转modbus rtu
modbus tcp数据帧转为modbus rtu数据帧过程为取出协议数据单元（pdu），并且加入附加地址和差错校验，将报文头部的单元标识符对应到附加地址，如图3所示。
图3
单元标识符作为附加地址；增加差错校验。
网关实现转换
1. modbus rtu master(rs485/rs232) 转 modbus tcp slave
该转换可实现用户终端作为modbus tcp从机，数据采集中心作为modbus rtu主机。网关实现modbus rtu和modbus tcp两种数据的转换，使用rs485/rs232接口与modbus rtu主站通信，使用tcp client与modbus tcp从站通信，如图4所示。
图4
1.1 网关协议转换配置
以rs485为例，打开网关网页左边栏，选择【协议转换】，在转换选择页面里选择【modbus rtu master(rs485) 转 modbus tcp slave】，然后点击【保存】，如图5所示。
图5
1.2 网关tcp client配置
打开网关网页左边栏，选择【网络配置】，在网络配置面里选择【tcp/udp client】，配置客户端参数，然后点击【保存】，如图6所示。
图6
1.3 rs232/rs485配置
打开网关网页左边栏，选择【rs232/rs485配置】，在网络配置面里选择【rs485】，配置串口参数，然后点击【保存】，如图7所示。
图7
1.4 模拟主/从机配置
用pc打开modbus模拟软件，创建modbus rtu主机和modbus tcp从机，如图8所示。
图8
1.5 结果展示
modbus rtu主机写入modbus tcp从机的寄存器成功，并且读取modbus tcp从机寄存器值成功，如图9所示。
图92. modbus tcp master 转 modbus rtu slave
该转换可实现传感器作为modbus rtu从机，数据采集中心作为modbus tcp主机。gzcom-net作为modbus tcp和modbus rtu两种数据的转换网关，使用tcp server与modbus tcp主站通信，使用rs485或rs232接口与 modbus rtu从站通信，如图10所示。
图10
2.1 网关协议转换配置
打开网关的网页配置页面左边栏，选择【协议转换】，在转换选择页面里选择【modbus tcp master转modbus rtu slave】，然后点击【保存】，如图11所示。
图11
2.2 网关tcp server配置
打开网关网页左边栏，选择【网络配置】，在网络配置面里选择【tcp server】，配置服务器参数，然后点击【保存】，如图12所示。
图12
2.3 rs232/rs485配置
rs232/rs485配置方法modbus rtu master(rs485/rs232) 转 modbus tcp slave一样。
2.4 模拟主/从机配置
用pc打开modbus模拟软件，创建modbus tcp主机和modbus rtu从机，如图 13所示。
图13
2.5 结果展示
modbus tcp主机写入modbus rtu从机的寄存器成功，并且读取modbus rtu从机寄存器值成功，如图14所示。
图14glcom-net和gzcom-net一样可以实现该转换功能
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1.1 modbusrtu
modbus rtu数据帧(adu)由地址+pdu+校验组成，物理层为串口，包括rs232、rs422、rs485。
1.2 modbus tcp
modbus tcp数据帧(adu)由mbap+pdu组成，物理层为以太网接口；
mbap：报文头，长度7个字节。
1.3 modbus rtu/tcp共同点
modbus tcp和modbus rtu数据帧中的pdu部分是相同的；
pdu: 协议数据单元(protocol data unit)，由功能码+数据组成。功能码是一个字节，数据长度不定，由具体功能码的具体功能决定。
2.modbus rtu转modbus tcp modbus rtu数据帧转为modbus tcp数据帧过程为取出协议数据单元（pdu），并且加入报文头部（mbap），将附加地址对应到报文头部的单元标识符，如图2所示。
图2
增加了报文头部，并且去掉了附加地址和差错校验；事务处理标识：可以理解为报文的序列号，一般每次通信后就要加1以区别不同的通信数据报文，由客户端生成，应答时复制该值；协议标识符：表示modbus tcp协议，由客户端生成，应答时复制该值；长度：表示该字节后面的数据长度，单位为字节；单元标识符：设备地址，由客户端生成，应答时复制该值。3.modbus tcp转modbus rtu
modbus tcp数据帧转为modbus rtu数据帧过程为取出协议数据单元（pdu），并且加入附加地址和差错校验，将报文头部的单元标识符对应到附加地址，如图3所示。
图3
单元标识符作为附加地址；增加差错校验。
网关实现转换
1. modbus rtu master(rs485/rs232) 转 modbus tcp slave
该转换可实现用户终端作为modbus tcp从机，数据采集中心作为modbus rtu主机。网关实现modbus rtu和modbus tcp两种数据的转换，使用rs485/rs232接口与modbus rtu主站通信，使用tcp client与modbus tcp从站通信，如图4所示。
图4
1.1 网关协议转换配置
以rs485为例，打开网关网页左边栏，选择【协议转换】，在转换选择页面里选择【modbus rtu master(rs485) 转 modbus tcp slave】，然后点击【保存】，如图5所示。
图5
1.2 网关tcp client配置
打开网关网页左边栏，选择【网络配置】，在网络配置面里选择【tcp/udp client】，配置客户端参数，然后点击【保存】，如图6所示。
图6
1.3 rs232/rs485配置
打开网关网页左边栏，选择【rs232/rs485配置】，在网络配置面里选择【rs485】，配置串口参数，然后点击【保存】，如图7所示。
图7
1.4 模拟主/从机配置
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图8
1.5 结果展示
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图92. modbus tcp master 转 modbus rtu slave
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图10
2.1 网关协议转换配置
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图12
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