Modbus RTU Smart Wireless Sensor Gatewayプロトコル仕様-レジスタマッピングテーブルと通信フレームフォーマット-Modbusプロダクトセンター

I.製品の概要

この製品はサポート規格です。Modbus RTUプロトコルのはスマートワイヤレスセンサゲートウェイデバイス有する。マルチノードセンサデータ収集、通信パラメータの設定そして、デバイス管理。RS 485インターフェースを通じて上位コンピュータ（PLC、タッチスクリーン、SCADAシステムなど）と通信し、完全なレジスタ読み書き操作をサポートし、広く使用できます。産業用オートメーション、環境モニタリング、スマート農業、家畜の飼育、建築物のセキュリティなどの分野です

ゲートウェイは、ワイヤレスセンサーネットワークの中核ハブとして機能し、最大の同時管理が可能です。64個のワイヤレスセンサーノード各センサからのデータを標準Modbus RTUプロトコルフォーマットに変換し、上位コンピュータシステムの統合を容易にします。

二、コア機能体系の概要（プロトコルから推定）

このプロトコルドキュメントのレジスタ定義、操作例、データ構造に基づいて、製品の以下の機能モジュールを完全に推定することができます。

サポートするセンサタイプの詳細

プロトコル内のIndexレジスタの下位8ビット（センサタイプフィールド）エンコーディング定義によると、ゲートウェイは以下をサポートします。7種類のセンサーさらに拡張できます：

3.1センサタイプコードの概要

3.2各センサデータフォーマットの詳細説明

① 温湿度センサー（Type=01H）

② 耳标センサー-牧畜専用（Type= 02H）

牛や羊などの家畜用に特別に設計されたワイヤレス耳タグセンサーは、この製品の主要な機能です。

③煙·煙感知センサ（Type=03H）

レーダー人体存在センサ（Type= 0 4 H）赤外線PIRセンサ（Type= 0 5 H）

両方のセンサは人体の存在検出に使用されますが、技術原理は異なります。

無線リモコン（Type= 0 6 H）汎用1527符号化装置（Type= 0 0 H）

通信パラメータとフレームフォーマットの仕様

4.1基本的な通信パラメータ

4.2ボーレート対照表0004Hレジスタ

4.3サポートする機能コード

5.完全なレジスタマッピングテーブル

5.1システム制御レジスタ（0001H ~ 000）

5.2センサデータレジスタ（0010Hより）

各センサーの占有連続レジスタ（12バイト）x 6最大64個のセンサーをサポートします。

6.作業方法の詳細

6.1デュアル·データ·エスカレーション·モデル

ゲートウェイは、0005Hレジスタスイッチを介して、2つのデータエスカレーションモードをサポートします。

モード0プロアクティブエスカレーションモード（デフォルト）

• ワイヤレスセンサーがデータの変化を検知した後、ゲートウェイへのデータの自動アップロード
• ゲートウェイは受信後すぐに内部レジスタ·キャッシュを更新
• コンピュータは0 x 0 3機能コードを使用できます。いつでもポーリングして最新データを読み取る
• 利点：リアルタイムで良い。センサー側のアクティブプッシュ、タイムリーなデータ更新
• シナリオ：必要性リアルタイムモニタリングシナリオ（温度超過警報、人員侵入検知など）

モード1クエリ·エスカレーション·モード

• ワイヤレスセンサーのみ。ゲートウェイクエリコマンドを受信した場合データを返す。
• ホストコンピュータは読み取り要求ゲートウェイを開始し、センサにデータを照会します。
• 利点：電気の節約センサーはほとんどの時間休止状態です。
• 適用シーン：バッテリー駆動。センサ、低消費電力優先のシナリオ（農業遠隔監視など）

6.2バインディング·ペアリング·プロセス

ワイヤレスセンサーをゲートウェイに追加する前に、結合ペアリング操作を完了する必要があります。サポートする。2つのトリガーモード：

モード1：ソフトウェア命令バインディング（Modbus経由で00 06 H書き込み）

1. トップマシンは0006Hレジスタに値を书き込む1送信：0 1 0 6 0 0 0 6 0 0 1 A 8 0B
2. ゲートウェイは結合モードに入り、LEDが点滅を開始
3. ターゲットワイヤレスセンサーを使用するデータを1回送信（または送信信号を送信する）
4. ゲートウェイはセンサー信号を受信し認識し、空きストレージスロットを自動的に割り当てます。センサーのアドレスを記録する
5. バインド成功LEDの点灭が止まり、ゲートウェイが応答01 06 00 06 00 01A8 0B（成功コード1）を返す
6. 20 秒以内にセンサー信号が受信されない場合、タイムアウト応答0 1 0 6 0 0 0 0 6 0 0 2 E 8 0 A（タイムアウトコード2）を返し、バインドモードを終了します。

方法2：ハードウェアの結合

1. ゲートウェイパネルのペアリングボタンを5秒間長押し
2. バインディングモードに入る（ソフトウェア命令とまったく同じ効果）
3. 次のステップはモード1と同じです。

完全な運用事例（バイト単位の解析を含む10例）

以下は、16進リクエスト/レスポンスフレームと単語解析を含む、すべての機能をカバーする完全な操作例です。

7.1システムレジスタ操作（6 例）

ケース1デバイスファームウェアバージョン番号の読み取り0001Hの読み取り

ケース2のオンラインセンサーノード数の読み取り0002Hの読み取り

ケース3：デバイスRS 485スレーブアドレスの変更（0003H新規アドレス= 2への書き込み）

ケース4：シリアルポートボーレートを19200に変更する（00 04 H値= 1を書き込む）

ケース5クエリのエスカレードモードに切り替える（书き込み005H値= 1）

ケース6センサーペアをする0006H値= 1を书き込む

7.2センサデータレジスタ操作（4 例）

ケース7：センサー 1を手動でシステムに追加する（書き込みアドレス0 x 123456 78）

センサデバイスの32ビットアドレスがわかっている場合は、レジスタ書き込みによって直接システムに追加できます。

ケース8：センサ1の全データを読み取る（6レジスタ= 12バイト）

ケース9：センサー 1の削除（アドレスレジスタをクリア）

センサーを削除する方法は、対応するアドレスレジスタをすべてクリアすることです。

ケース10：温度と湿度データをセンサ1に直接書き込む

8.例外処理とエラーコード

8.1 Modbus例外応答フォーマット

スレーブ局が不正な操作を検出した場合、例外応答を返します。

• 通常の関数コードの上位ビットは1になります（例：0 x 0 3 0 x 83，0 x 0 6 0 x 86，0 x 10 0 x 90）。
• 1バイトの例外コードが続く

8.2バインドリターンコード（0006Hレジスタ）

8.3トラブルシューティング用クイックチェックシート

IX.考慮事項とベストプラクティス

9.1主な考慮事項

1. フレーム間隔時間RTUモードでは、隣接する2つのフレーム間を少なくとも保持する必要があります。3.5文字の時間。沈黙の間隔。異なるボーレートでの最短フレーム間隔：
   • 9600 bps：約3.6 ms
   • 115200 bps约 0.3 ms
2. ビッグエンディアン関数コード0 x 10を使用して複数のレジスタを書き込む場合は、データを押す必要があります。ビッグエンディアン（Big-Endian）上位バイトは上位バイト、下位バイトは下位バイト。
3. ブロードキャスト操作が応答しない：ブロードキャストアドレス0 x FFにコマンドを送信すると、すべてのスレーブがアクションを実行しますが、応答フレームは返されません。
4. センサー追加ルール：センサーを追加する場合、アドレスレジスタ（Addr_H + Addr_L）を書き込む必要があるゼロ以外の値ゼロを書き込むことはノードを削除することと同じです。
5. 操作間隔センサーデータが更新されるまで待つ必要があります。100ms次のレジスタ操作を行います。
6. 結合リスクの除去0 0 07 Hレジスタに書き込むバインドされたセンサーデータをすべて一度に消去する操作前に既存の構成を保持する必要はないことを確認し、クリア後に1つずつ再バインドする必要があります。

9.2推奨操作手順

1. 初めての電気：0001Hを読み取りファームウェアバージョンを確認し、0002Hを読み取り初期状態を確認する
2. 通信パラメータの設定必要に応じて、0003H
3. 結合センサー。0006Hまたは物理キーでセンサーを1つずつ追加
4. バインディングの検証：0002Hを読み取りノード数を確認し、対応するセンサデータエリアを読み取りデータ正常を確認する
5. 日常業務の遂行：定期的にセンサー Batteryフィールドを読み取り、電力を監視し、低電力センサーバッテリーをタイムリーに交換する

CRC16の実装

本協定の採択MODBUS規格CRC16検証アルゴリズム、多項式0xA001（つまり、0 x 80 0 5のビット反転形式）。以下はC言語の完全なリファレンス実装です。

#include stdint.h>

/**
 * MODBUS CRC16計算
 * @param data計算されるデータバッファポインタ
 * @param len   データの長さ（バイト）
 * @returnさん      16ビットCRCチェック値（下位バイトが前）
 *
 * 多項式：0 x A 001（MODBUS規格）
 * 初期値：0 x FF
 */
uint16_t calc_crc uint8_t *data、uint16_t len
{
    uint 16_t crc = 0 x FFFF;          /初期値の値
    for uint16_t i = 0; i len; i++
    {
        crc ^=データ[i];              //現在のバイトと異なるか
        for uint8_t j = 0; j 8; j++//ビット単位の処理
        {
            if crc 0x0001       最低値は1です。
            {
                CRC = 1;           右に1つ移動
                crc ^= 0 x A 001;       //多項式とは異なる
            }
            elseさん
            {
                CRC = 1;           右のみの移動
            }
        }
    }
    CRCに戻る
}

/* 使用例：
 * uint8_t frame[] = {0x01 0x03 0x00 0x01 0x00 0x01};
 * uint16_t crc = calc_crc frame 6;
 * 結果：crc = 0 x CAD 5（下位バイト0 x D 5、下位バイト0 x CA）
 */

資料のダウンロードと技術サポート

• このドキュメントのバージョン：V1.3（2015/0 3/0 3更新）
• 規格に準拠したプロトコル：Modbus業界標準プロトコル仕様
• デバイスの実際のファームウェアに基づく特定のレジスタ定義
• テクニカルサポートについては、最新のレジスタマッピングテーブルとプロトコルドキュメントについてメーカーにお問い合わせください。

バージョンの反復履歴

12.典型的なアプリケーションシナリオ

シナリオ1：スマート農業-温室環境モニタリングシステム

温室内での展開温湿度センサー Type= 01Hこのゲートウェイを介してデータを集約し、Modbus RTU経由でPLCまたはタッチスクリーン制御システムにアップロードします。換気機、スプリンクラーシステム、サンシェードなどの機器をリンクして、恒温恒湿を自動調整します。最大サポート。64個のセンサー大規模な温室のマルチポイント監視ニーズを満たします。

シナリオ2：スマート家畜-家畜の健康管理

すべての牛/羊のためにワイヤレスイヤーマークセンサー Type= 02Hゲートウェイは家畜の体温と活動データを集中的に収集する。家畜の体温が設定した閾値を超えた場合の自動警報（疾病警報）、または活動量の異常な変化が発生した場合の発情/健康状態の判定。定員64名。中小規模の農場の家畜管理ニーズをカバーするのに十分です。

シナリオ3：火災セキュリティ -倉庫/機械室の花火監視

デプロイメント煙センサ（Type=03H）倉庫や機械室などの重要なエリアの煙濃度をリアルタイムで監視します。濃度が閾値を超えると、音響および光学アラーム、排気システム、またはModbusホストコンピュータを介して火災リンケージプラットフォームに通知します。温度湿度センサとの組み合わせにより、統合的な環境セキュリティモニタリングも可能です。

シナリオ4：インテリジェントビルディング-人間の存在感と照明の連携

オフィス、会議室、トイレに設置レーダーセンサー Type= 04Hまたは赤外線PIRセンサType= 05H正確な人員の存在を確認します。レーダーソリューションは、実際の“動き”（呼吸）を検出できます。人は光をインテリジェント照明制御、大幅な省エネ。センサのデータは、ゲートウェイを介してビル自動制御システム（BAS）またはKNX/Modbusバスに接続されます。

シナリオ5：セキュリティアラーム-侵入検知とワイヤレスリモコン

結合する。线センサー境界侵入検出、組み合わせの実現ワイヤレスリモコンType= 06H保護/除去操作に使用されます。泛用1527デバイスType= 00Hドア磁気、ガラス破砕、洪水およびその他の種類のワイヤレス検出器と互換性があり、完全なワイヤレスセキュリティシステムを構築し、すべてのデータはModbus RTUアクセスアラームホストまたはSCADAプラットフォームを介して統一されます。