Modbus RTU Smart Wireless Sensor Gateway Protocol - Registermap Tabelle und Kommunikationsrahmenformat - Modbus Produktzentrum

I. Produktübersicht

Dieses Produkt unterstützt den StandardModbus RTU Protokoll的Smart Wireless Sensor Gateway GerätmitMulti-Node Sensor Datenerfassung、Kommunikationsparameter Konfiguration.和Geräteverwaltungsfunktion.Über die RS485 - Schnittstelle mit dem Obercomputer (PLC, Touchscreen, SCADA-System usw.) kommuniziert, unterstützt vollständige Register-Lese - und Schreiboperationen, kann weit verbreitet inintelligente Landwirtschaft、Umweltüberwachung、industrielle Automatisierung、Viehzucht、Gebäudesicherheitund anderen Bereichen verwendet werden.

Das Gateway dient als zentraler Knotenpunkt des drahtlosen Sensornetzwerks und kann bis zu einem64 Funk-SensorenDie Daten der Sensoren werden in das Standardmodbus RTU-Protokollformat konvertiert, um die Integration des Host-Systems zu erleichtern.

2. Übersicht über das Kernfunktionssystem (aus Vereinbarung abgeleitet)

Basierend auf den Registerdefinitionen, den Operationsfällen und den Datenstrukturen dieses Protokolls können die folgenden Funktionsmodule des Produkts vollständig berechnet werden:

III. Detaillierte Informationen zu unterstützten Sensortypen

Das Gateway unterstützt die folgenden sieben Sensortypen, basierend auf der Code-Definition der unteren 8 - Bit (Sensor-Type - Feld) des Index-Registers im Protokoll.und weitere Erweiterungen:

3.1 Sensor-Typen - Codierung Zusammenfassung

3.2 Detaillierte Beschreibung der einzelnen Sensordatenformate

1 Temperatur-Feuchtigkeit - Sensor (Typ = 01H)

2 Ohr-Tag - Sensor für Viehzucht (Typ = 02H)

Wireless-Ohr - Tag-Sensor speziell für Vieh, Schafe, Schweine und andere Tiere entwickelt, ist eine der Features dieses Produkts:

3 Rauch / Rauch-Sensor (Typ = 03H)

4 Radar menschliche Präsenz-Sensor (Typ = 04H) & Infrarot-PIR - Sensor (Typ = 05H)

Beide Sensoren werden für die Erkennung der menschlichen Präsenz verwendet, aber das technische Prinzip ist verschieden:

5 Drahtlose Fernbedienung (Typ = 06H) & allgemeines 1527 - Kodierungsgerät (Typ = 00H)

IV. Kommunikationsparameter und Frame-Format - Spezifikation

4.1 Grundlegende Kommunikationsparameter

4.2 Baudrate-Konfigurationsvergleichstabelle (0004H-Register)

4.3 Unterstützte Funktionen

V. Vollständige Registerkarte

5.1 Systemsteuerungsregisterbereich (0001H ~ 000FH)

5.2 Sensordatenregisterbereich (ab 0010H)

Nutzung pro Sensor6 aufeinander folgende Register (12 Byte)mit Unterstützung für bis zu 64 Sensoren:

VI. Detaillierte Beschreibung des Betriebsmodus

6.1 Dual-Daten - Reporting - Modus

Das Gateway unterstützt zwei Daten-Berichtigungs - Modi, die über das Register 0005H umschaltet werden:

Modus 0: Active Reporting Modus (Standard)

• Wenn der Sensor eine Änderung der Daten erkennt,lädt Daten automatisch auf das Gateway hoch, nachdem der drahtlose Sensor Datenänderungen erkannt hat
• Aktualisiert das interne Register-Cache sofort nach Erhalt des Gateways
• Der Host kann die neuesten Daten jederzeit über den 0x03 - Funktionscodeabfragen
• Vorteile:Gute EchtzeitSensor-Aktualisierung, Daten rechtzeitig
• Anwendbares Szenario: Szenario, in demEchtzeitüberwachungin Echtzeit überwacht werden muss (z. B. Temperaturüberschreitung, Einbruchserkennung usw.)

Modus 1: Abfrage-Berichtigungsmodus

• Der drahtlose Sensor gibt nur Daten zurück, wennden Gateway-Abfragebefehl empfängtDaten zurückgeben.
• Leseanforderung ausführen → Gateway-Abfrage an den Sensor → Rückgabe von Daten
• Vorteile:Stromsparen, der Sensor ist die meiste Zeit im Ruhezustand
• Anwendbares Szenario:BatteriebetriebeneSensoren, Szenarien mit niedrigem Stromverbrauch (z.B. Fernüberwachung in der Landwirtschaft)

6.2 Bindungspartnering

Vor dem Hinzufügen eines drahtlosen Sensors zu einem Gateway muss die Bindungspärung abgeschlossen sein. UnterstütztZwei Triggermethoden：

Methode 1: Bindung von Softwarebefehlen (0006H über Modbus schreiben)

1. Der Host schreibt einen Wert in das Register 0006H1: Senden 01 06 00 06 00 01 A8 0B
2. Das Gateway geht in den Bindungsmodus,Die LED beginnt zu blinken
3. Ziel drahtlosen Sensor.Senden von Daten einmal(oder das Signal auslösen)
4. Das Gateway empfängt und erkennt das Sensorsignal,zugewiesen automatisch einen freien Speicherplatzund protokolliert die Sensoradresse
5. erfolgreich: Die LED stoppt das Blinken, das Gateway gibt die Antwort zurück 01 06 00 06 00 01 A8 0B (Erfolgskode 1)
6. Wenn innerhalb von 20 Sekunden kein Sensorsignal empfangen wird, gibt die Antwort mit dem Timeout zurück 01 06 00 06 00 02 E8 0A (Timeout-Code 2), beendet den Bindungsmodus

Methode 2: Hardware-Tasten - Bindung

1. Drücken Sie die Paare-Taste im Gateway-Panel 5 Sekunden lang
2. , um den Bindungsmodus zu betreten (die gleiche Wirkung wie die Software-Befehl)
3. Folgende Schritte sind die gleichen wie Methode 1

VII. Vollständige Operations-Szenarien (10 Instanzen mit Byte-für - Byte-Anschluss)

Das folgende Beispiel enthält vollständige Operations-Beispiele, die alle Funktionen abdecken, einschließlich hexadezialer Anforderung / Antwort-Frame und Feld-für-Feld - Auflösung.

7.1 Systemregisteroperationen (6 Beispiele)

Beispiel 1: Gerät-Firmware - Versionsnummer lesen (Lesen 0001H)

Fall 2: Lesen Sie die Anzahl der aktuellen Online-Sensor - Knoten (Lesen 0002H)

Fall 3: Modifizierung der RS485 - Slave-Station - Adresse des Geräts (Schreiben 0003H → neue Adresse = 2)

Fall 4: Änderung der Baudrate des seriellen Anschlusses auf 19200 (Schreiben 0004H → Wert = 1)

Fall 5: Umschalten zum Abfrage-Eskkalationsmodus (Schreiben 0005H → Wert = 1)

Fall 6: Sensorbindung Paare gestartet (Schreiben 0006H → Wert = 1)

7.2 Sensor-Daten - Register-Betrieb (4 Fälle)

Fall 7: Handliches Hinzufügen von Sensor 1 zum System (Schreibadresse 0x12345678)

Wenn die 32 - Bit-Adresse eines Sensorgeräts bekannt ist, kann sie direkt per Register-Schreiben dem System hinzugefügt werden:

Fall 8: Alle Daten von Sensor 1 gelesen (6 Register = 12 Byte)

Fall 9: Entfernen von Sensor1 (Adressenregister löschen)

Der Sensor kann entfernt werden, indem man alle entsprechenden Adressregister löscht:

Fall 10: Direkt Schreiben von Temperatur - und Feuchtigkeitsdaten für Sensor 1

VIII. Ausnahmebehandlung und Fehlercode

8.1 Modbus-Ausnahme - Antwortformat

Gibt eine Ausnahme-Antwort zurück, wenn eine unerlaubte Operation von der Station erkannt wurde:

• Normaler Funktionscode ändert sich auf 1 (z. B. 0x03 → 0x83, 0x06 → 0x86, 0x10 → 0x90)
• gefolgt von 1 Byte Ausnahmecode

8.2 Bindungsfunktion Rückgabecode (0006H-Register)

8.3 Fehlersuchtabelle

IX. Hinweise und bewährte Verfahren

9.1 Wichtige Hinweise

1. Frame-Interval - Zeit: Im RTU-Modus muss ein Schweigenintervall von mindestens3,5 Zeichenzwischen zwei benachbarten Frames aufrechterhalten werden. Kürzstes Frame-Intervall bei verschiedenen Baudraten:
   • 9600 bps: ca. 3,6 ms
   • 115200 bps: ca. 0,3 ms
2. Big-End - Byte-Sequenz: Beim Schreiben mehrerer Registers mit Funktionscode 0x10 müssen die Daten imBig-Endian - Modusorganisiert werden, wobei die hohen Bytes vor und die niedrigen Bytes hinterher stehen.
3. Broadcast-Operation nicht antwortet: Alle Slaves führen die Aktion durch, wenn ein Befehl an die Broadcast-Adresse 0xFF gesendet wird, abergibt keine Antwort Frame zurück。
4. Sensor-Add - Regeln: Adress-Register (Addr_H + Addr_L) muss beim Hinzufügen eines Sensors geschrieben werdenNicht-Null - Wert; das Schreiben von Nullen ist das Löschen des Knoten.
5. Operationsintervall: Warten Sie mindestens100 msnach der Aktualisierung der Sensordaten, bevor Sie die nächste Registeroperation durchführen.
6. Bindungsrisiko löschen: Schreiben im Register 0007HLöschen Sie alle gebundenen SensordatenBitte bestätigen Sie vor dem Vorgang, dass keine vorhandenen Konfigurationen behalten werden müssen, nachdem sie gelöscht wurden, müssen Sie sie neu binden.

9.2 Empfohlene Betriebsweise

1. Erster Einschalt: Lesen von 0001H bestätigt Firmware-Version, Lesen von 0002H bestätigt Anfangszustand
2. Konfiguration der Kommunikationsparameter: Ändern von 0003H (Adresse), 0004H (Bolt-Rate), 0005H (Messellmodus)
3. BindungssensorHinzufügen von Sensoren durch 0006H oder physische Tasten
4. : Lesen Sie die Anzahl der Knoten durch 0002H und lesen Sie die entsprechenden Sensordatenbereichs, um die Daten zu bestätigen, dass sie normal sinddurch Hinzufügen von Sensoren durch 0006H oder physischen Tasten
5. tägliche Betriebs - und Wartung: Regelmäßige Lesen des Sensor-Batterie - Felds, um die Batterie zu überwachen und die Batterie mit geringer Batterie zu ersetzen

X. CRC16 - Algorithmus-Implementierung

Dieses Protokoll verwendet denMODBUS-Standard CRC16Prüfealgorithmus mit dem Polynomial0xA001(d.h. die Bit-Inversion von 0x8005). Hier ist die vollständige C-Referenzimplementierung:

#include <stdint.h>

/**
 * MODBUS CRC16 计算
 * @param data  待计算的数据缓冲区指针
 * @param len   数据长度（字节）
 * @return      16 位 CRC 校验值（低字节在前）
 *
 * 多项式：0xA001（MODBUS 标准）
 * 初始值：0xFFFF
 */
uint16_t calc_crc(uint8_t *data, uint16_t len)
{
    uint16_t crc = 0xFFFF;          // 初始值
    for (uint16_t i = 0; i < len; i++)
    {
        crc ^= data[i];              // 与当前字节异或
        for (uint8_t j = 0; j < 8; j++)  // 逐位处理
        {
            if (crc & 0x0001)       // 最低位为 1
            {
                crc >>= 1;           // 右移一位
                crc ^= 0xA001;       // 与多项式异或
            }
            else
            {
                crc >>= 1;           // 仅右移
            }
        }
    }
    return crc;
}

/* 使用示例：
 * uint8_t frame[] = {0x01, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01};
 * uint16_t crc = calc_crc(frame, 6);
 * 结果：crc = 0xCAD5（低字节 0xD5 在前，高字节 0xCA 在后）
 */

XI. Materialien-Downloads und technische Unterstützung

• Version dieses Dokuments:V1.3(2025 - 10 - 03 Update)
• Das Protokoll folgt den Standards:Modbus-Industriestandard - Protokoll-Spezifikation
• Spezifische Register-Definitionen basieren auf der tatsächlichen Firmware des Geräts
• Für technische Unterstützung wenden Sie sich bitte an den Hersteller, um die neuesten Register-Map - Tabellen und Protokoll-Dokumentationen zu erhalten

Versionsverlauf

XII. Typisches Anwendungsszenario

Szenario 1: Smart Agriculture - Greenhouse Environment Monitoring System

Bereitstellung in GewächshausTemperatur-Feuchtigkeit - Sensor (Typ = 01H), die Daten über dieses Gateway über Modbus RTU auf eine SPS oder ein Touchscreen-Steuerungssystem hochgeladen werden. Es kann die Ventilator, das Sprühsystem, die Vorhänge und andere Ausrüstung verbinden, um die automatische Regulierung der konstanten Temperatur und Feuchtigkeit zu erreichen. Unterstütztbis zu 64 SensorpunkteErfüllung der Bedürfnisse von mehreren Standorten für die Überwachung von großen Gewächshaus.

Szenario 2: Intelligente Viehzucht - Gesundheitsmanagement für Viehzucht

Tragen einesdrahtlosen Ohr-Tag - Sensors (Typ = 02H)für jede Kuh / Schafe, und das Gateway sammelt zentral Temperatur - und Aktivitätsdaten für Viehzucht. Automatische Alarmmeldung, wenn die Körpertemperatur eines Tieres einen festgelegten Schwellenwert überschreitet (Krankheitswarnung) oder wenn sich die Aktivität abnormal ändert, wird der Östrous / Gesundheitszustand beurteilt.64 Kapazitätist ausreichend, um die Anforderungen der Viehmanagement für kleine und mittlere Betriebe zu decken.

Szenario 3: Brandschutz - Feuerwehrüberwachung in Lager / Maschinenräumen

EinrichtungRauchsensors (Typ = 03H)zur Echtzeitüberwachung der Rauchkonzentration in Schlüsselbereichen wie Lager und Maschinenräumen. Wenn die Konzentration den Schwellenwert überschreitet, wird der optische Alarm, das Abluftsystem oder die Feuerwehr-Verknüpfungsplattform über den Modbus-Hochcomputer ausgelöst. Mit Temperatur-Feuchtigkeitssensoren wird zudem eine umfassende Umweltsicherheitsüberwachung ermöglicht.

Szenario 4: Intelligentes Gebäude - menschliche Präsenz und Beleuchtung

Installation in Büros, Konferenzräumen und ToilettenRadar-Sensor (Typ = 04H)或Infrarot-PIR - Sensor (Typ = 05H)für eine präzise Personenerkennung. Das Radar-System erkennt kleine Bewegungen (auch Atem) und ermöglicht eine echte "MBI_739] Menschen in einem sofortigen LichtDer Mensch leuchtet." intelligente Beleuchtungsteuerung, die erhebliche Energieeinsparungen. Die Sensordaten werden über das Gateway in das Gebäudeautomatische System (BAS) oder den KNX / Modbus-Bus zugegriffen.

Szenario 5: Sicherheits-Alarm - Einbruchserkennung in Kombination mit drahtloser Fernbedienung

kombiniertInfrarot-Sensor (Typ = 05H)Perimeter-Eintrusion - Erkennung mitdrahtloser Fernbedienung (Typ = 06H)für die Verteidigung / Entfernung.Gerät für allgemeine Anwendung 1527 (Typ = 00H)ist kompatibel mit verschiedenen Arten von drahtlosen Detektoren wie Türmagneten, Glasbruch, Wasserüberschwemmung und anderen, um ein komplettes drahtloses Sicherheitssystem zu bauen, alle Daten über Modbus RTU auf den Alarm-Host oder SCADA-Plattform zugreifen.