使用Spring Boot集成Modbus进行デバイス通信

摘要：
在自動化和工业控制系统中，デバイス之间的高效通信是基础且关键的要素。本記事旨在介绍如何経由Spring Boot集成Modbus，実装高效的デバイス通信。Modbus是一种广泛应用于工业自動化领域的串行通信プロトコル，特别适合于モニタリング和控制系统。我们将探讨Modbus的核心概念、其在Spring Boot中的実装方法，以及如何経由这种集成読み書き設備のデータ。

Modbusプロトコル概述：
Modbus是由Modicon公司开发的一种通信プロトコル，主要用于可プログラミング逻辑コントローラーは（PLC）之间的通信。它以其简单性、实时性和作为开放標準的互操作性而著称。Modbusサポート多种形式，包括Modbus RTU、Modbus ASCII和基于イーサネット（イーサネット）的Modbus TCP/IP，能够满足不同的通信需求。

集成Spring Boot和Modbus：
在Spring Boot应用中集成Modbus主要涉及以下几个步骤：

1. 依赖設定： 在项目的pom.xml文件中追加Java Modbus Library的依赖，以便実装ModbusCommunication。

<dependency>
    <groupId>com.intelligt.modbus</groupId>
    <artifactId>modbus-core</artifactId>
    <version>1.2.0</version>
</dependency>

1. Modbus設定： 作成一个設定类，設定Modbusmaster（Master）的连接信息，如シリアルポート路径、ボーレート等。

import org.springframework.beans.factory.annotation.Value;
import org.springframework.context.annotation.Configuration;

@Configuration
public class ModbusConfig {

    @Value("${modbus.serialPort}")
    private String serialPort;

    @Value("${modbus.baudRate}")
    private int baudRate;

    @Value("${modbus.dataBits}")
    private int dataBits;

    @Value("${modbus.stopBits}")
    private int stopBits;

    @Value("${modbus.parity}")
    private int parity;

    // ...其他設定参数

    @Bean
    public ModbusMaster modbusMaster() {
        ModbusFactory modbusFactory = new ModbusFactory();
        Transport transport = new SerialTransport(serialPort, baudRate, dataBits, stopBits, parity);
        ModbusMaster master = modbusFactory.createRtuMaster(transport);
        master.init();
        return master;
    }
}

1. データ読み書き： 実装Service类，封装読み取り和写入Modbus設備のデータ的方法。経由调用这些方法，可以実装对Modbusslave（Slave）的読み取り和控制。

@Service
public class ModbusService {

    @Autowired
    private ModbusMaster modbusMaster;

    public int readHoldingRegister(int slaveId, int offset) {
        try {
            //作成一レジスタを保持する。的データポジショニング器（Locator）对象
            BaseLocator<Integer> locator = BaseLocator.holdingRegister(slaveId, offset, DataType.TWO_BYTE_INT_SIGNED);
            return modbusMaster.getValue(locator);
        } catch (ModbusTransportException | ErrorResponseException e) {
            e.printStackTrace();
            return -1;
        }
    }
}

サンプル应用：
我们将表示一个简单的应用サンプル，表示如何経由Spring BootreadModbusデバイス保持レジスタです。データ。这涉及到作成データポジショニング器（Locator）和执行Modbus読み取り命令。

参数説明：

1. slaveId：这是 Modbus 通信中駅からの住所。每个 Modbus スレーブデバイス都有一个唯一的アドレス，通常在 1 to 247 之间。slaveId 参数用于指定要与之通信的目标スレーブデバイス的アドレス。通常，Modbus マスター向特定的スレーブデバイスリクエストの送信，スレーブデバイス根据其アドレス来判断は、否需要レスポンスリクエスト。因此，slaveId 参数指定了通信的目标。
2. offset：这个参数用于指定要読み取り保持レジスタです。的開始アドレス。Modbus protocol中的レジスタ通常是一个 16 位的データユニット，可以存储整数、浮動小数点数または他のデータ型。offset パラメータテーブル示从哪1つのレジスタ読み始めました取データ。経由指定 offset，您可以确定要読み取り的レジスタ的位置。

例如，もし您调用 readHoldingRegister(1, 100)，这表示要読み取り駅からの住所为 1 的デバイス保持レジスタです。，从レジスター·アドレス 100 読み始めました取データ。这2つ参数共同确定了要読み取り的レジスタ的位置和目标デバイス。通常，您会根据特定的スレーブデバイス設定和通信需求来传递不同的 slaveId 和 offset 值，以実装对不同デバイス和不同レジスタ的読み取り操作。这2つ参数是 Modbus 通信中的关键参数，用于指定通信的目标和データ的位置。

写入Modbusdata

もし需要写入Modbusデバイス的データ，可以作成一个方法来执行写入操作。以下是一个サンプル：

public void writeHoldingRegister(int slaveId, int offset, int value) {
    //slaveId：这是 Modbus 通信中駅からの住所
    //offset：用于指定要写入保持レジスタです。的開始アドレス
    //value：这是要写入到指定レジスタ的数值
    try {
        BaseLocator<Integer> locator = BaseLocator.holdingRegister(slaveId, offset, DataType.TWO_BYTE_INT_SIGNED);
        modbusMaster.setValue(locator, value);
    } catch (ModbusTransportException | ErrorResponseException e) {
        e.printStackTrace();
    }
}

这个方法允许您写入Modbusレジスタを保持する。的值。

設定文件

根据项目需要，您可以在application.properties或application.yml中設定Modbus连接信息，例如シリアルデバイス路径、ボーレート等。以下是一个サンプルYAML設定：

modbus:
  #シリアルデバイス路径
  serialPort: /dev/ttyUSB0
  #Baud rate
  baudRate: 9600
  #データ·ビット数
  dataBits: 8
  #ストップ·ビット数
  stopBits: 1
  #check digit，例如0（0表示検証なし。，1表示奇数チェック，2表示ダブルチェック）
  parity: 0

结论：
集成Spring Boot与Modbus为开发人员提供了一个强大且灵活的プラットフォーム，用于构建和管理工业通信系统。経由本記事提供的方法和サンプル，您可以早速スタート。実装基于Modbus的デバイス通信。