Modbus 게이트웨이와 직렬 서버를 선택하는 방법, 차이점은 무엇입니까?

출 처 : Mod bus 중국 어 네트워크 (mod bus . cn) - 국내 선 도 적 인 Mod bus 통신 프로토 콜 기술 커뮤니티

이 문서 : Mod bus 게 이트 웨 이 와 직 렬 서버 의 차이 점 및 선택 · 작성 자 : mod bus 기술 팀 · 게시 20 26 - 07 - 01

직 렬 서버 , Mod bus 게 이트 웨 이 및 엣 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이는 종종 혼 동 되지만 실제로 는 프로토 콜 처리 깊이 , 데이터 수집 모 드 및 엔지니어 링 위치 에서 본질 적으로 다릅니다 .이 문서 에서는 장치 의 본질 , 프로토 콜 계 층 , 연결 관리 및 데이터 흐름 의 네 가지 차 원에서 세 가지 차 원의 차이를 해 체 하고 선택 결정 프레 임 워크 와 세 가지 전형 적인 시 나 리오 의 구성 계획을 제공합니다 .키 워 드 : 직 렬 서버 , Mod bus 게 이트 웨 이 , 에 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이 , 프로토 콜 변환 , RS - 48 5 - Ethernet , IoT 게 이트 웨 이 .

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아주 전형 적인 대화 가 있습니다 .

" 보 스 , 현 장에서 8 대 의 Mod bus R TU 계 기가 클 라우 드에 연결 되어야 합니다 . 직 렬 서버 를 구입 하면 충분 합니까 ?"

" 충 분 합니다 .투 전 하면 돼 서 버 쪽 에서 프로토 콜 을 분석 해 봐 . "

3 개월 후 , 서버 는 500 ms 당 8 개의 미 터를 폴 링 하기 때문에 CPU 가 90% 로 실행 되었습니다 .나중에 2 개의 장치를 추가 하면 데이터가 손실 되기 시작합니다 .체크 - 직 렬 서버 의 TCP 연결 이 고 주 파 패 킷 에 의해 숨 을 쉴 수 없게 되었습니다 .

Mod bus 게 이트 웨 이를 변경 하여 폴 링 논 리를 게 이트 웨 이 측 로 컬 실행 으로 가라 앉 히 고 서버 는 캐 시 데이터 만 정기적으로 끌어 옵니다 . CPU 가 90% 에서 15% 로 감소 하고 통신 패 킷 손실 이 사라 집니다 .

이 이야기 에서 직 렬 서버 는 잘못 한 것이 없습니다 - 그것은 모든 바 이트 를 진지하게 전달 합니다 .문제는 그가 무엇을 전 하고 있는지 이해하지 못 한다는 것이다 . Mod bus 게 이트 웨 이는 프로토 콜 의미 론 을 이해 하므로 직 렬 서버 가 할 수 없는 일을 할 수 있습니다 .아래 로 뜯 어 서 명확 하게 설명 해 준다 .

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1, 3 층 장비 의 본질 적인 위치

" S erial Server vs Mod bus Gate way " 의 이 진 적 대 립 을 놓 으십시오 - 실제로 세 가지 계 층 을 구별 해야합니다 .

设备类型	协议处理深度	典型硬件	核心能力

직 렬 포 트 서버 는 소 포 에 쓰 여 있는 것이 무엇이든 간에 A 지 점에서 B 지 점 으로 배달 하는 " 우 체 부 " 입니다 . Mod bus 게 이트 웨 이는 패키 지를 열 고 주소 와 기능 코드를 보고 누구에게 전달 할지 여 부 및 캐 시 할지 여 부를 결정 하는 " 정 리 센터 " 입니다 .에 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이는 " 로 컬 디 스 패 치 " 입니다 - 전달 뿐만 아니라 " 이 온 도 값 이 비 정 상 적이며 로 컬 경 보 를 보고 " 할 수 있습니다 .

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직 렬 포 트 서버 : 투 명 전송 의 모든 것

2. 1 작동 원 리

직 렬 서버 의 핵심 기능은 RS - 23 2 / RS - 48 5 직 렬 포 트의 모든 바 이트 를 TCP 또는 U DP 네트워크 패 킷 으로 이동 하고 그 반 대의 경우 도 마찬가지 입니다 .바 이트 가 Mod bus R TU 프레 임 인지 , AS C II 명령 인지 또는 사용자 정의 바이 너 리 프로토 콜 인지 상관 하지 않습니다 .

데이터 스트 림 경 로 :

직 렬 장치 → RS - 48 5 버스 → 직 렬 서버 (직 렬 ↔ 이 더 넷 패키 지) → TCP / U DP 네트워크 → 서버

일반적으로 세 가지 패키 지 방법이 있습니다 :

TCP Server 模式연결 이 확 립 되면 양 측 은 양 방 향 투 전 합니다 .

TCP Client 模式4 G D TU 와 공 용 IP 가 없는 대부분의 현 장 장 치는 이 모 드를 사용합니다 - 서버 측 에는 고정 공 용 IP 와 개방 형 포 트가 있어야합니다 .

UDP 模式U DP 에는 연결 관리 오 버 헤 드가 없지만 패 킷 이 손실 되면 재 전 송 메 커 니 즘 이 없습니다 - 동일한 LAN 내에서 비 중 계 데이터 전송 에 적합 합니다 .

2. 2 물리적 사 양

직 렬 서버 의 하드 웨어 차 이는 주로 직 렬 포 트 수 와 물리적 인터페 이스 유형 에 있습니다 .

• 단일 직 렬 포 트 : 1 개의 RS - 48 5 또는 1 개의 RS - 23 2 는 단일 장치 의 네트 워 킹 에 적합 합니다 .
• 다 중 직 렬 포 트 유형 : 2 채널 , 4 채널 , 8 채널 또는 16 채널 RS - 23 2 / RS - 48 5 / RS - 42 2 하이 브리 드 액세스 , 각 직 렬 포 트 독립 적으로 작동 , 서로 에 영향을 미 치지 않습니다 .
• WiFi 유형 : 직 렬 포 트 - WiFi , AP (장 치 자체 핫 스 팟), S TA (기 존 WiFi 연결) 및 AP + S TA 하이 브리 드 모 드를 지원 합니다 .
• 넓은 전 압 / 규 격 : DC 9 - 48 V 넓은 전 압 , - 35 ° C 에서 75 ° C 의 작동 온 도 , IP 30 이상의 보호 등 급 을 지원 합니다 .

选型时关注一个关键指标：저렴한 직 렬 서버 는 내부 적으로 여러 계 층 의 소프트웨어 버 퍼 를 사용하여 엔 드 투 엔 드 지 연 시간이 100 - 200 ms 에 도달 할 수 있습니다 . Mod bus 마스터 의 응답 시간 초 과 의 경우 200 ms 의 추가 지 연 은 최소 200 ms 의 폴 링 창 을 잃 는 것을 의미합니다 .산업 용 직 렬 서버 의 엔 드 투 엔 드 지 연 은 10 - 50 ms 범위 내에 있어야 합니다 .

2. 3 직 렬 서버 의 경계

직 렬 서버 가 할 수 없는 것 :

• 不知道一个 Modbus RTU 帧从哪开始、到哪结束（它不做 3.5 字符间隔判断）

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Mod bus 게 이트 웨 이 : 프로토 콜 인식 허 브

3. 1 작동 원 리

Mod bus 게 이트 웨 이는 직 렬 서버 에 프로토 콜 엔진 계 층 을 추가 합니다 . Mod bus R TU / AS C II / TCP 메시 지의 구조 - 주소 코드 , 함 수 코드 , 레 지 스터 주소 , 데이터 영역 및 CR C / L RC 를 식별 하고 그에 따라 지능 적인 결정을 내릴 수 있습니다 .

일반적인 기능 모 드 :

모 드 1: 투 명 변환 (슬 레이 브 모 드 / 슬 레이 브 모 드)

이것은 게 이트 웨 이의 가장 기본적인 모 드 이며 직 렬 서버 와 비슷 하게 행동 하지만 한 단계 더 추가 됩니다 : Mod bus R TU / AS C II 프레 임 은 CR C / L RC 검 사를 제거 하고 MBA P 헤 더 를 추가 하여 서버 에 보내는 Mod bus TCP 프레 임 으로 변환 됩니다 .서버 측 에서 게 이트 웨 이는 Mod bus TCP 서버 로 나타 납니다 .차례 로 , 서버 는 Mod bus TCP 요청을 보내고 게 이트 웨 이는 MBA P 헤 더 를 제거 하고 CR C 를 계산 하고 R TU / AS C II 프레 임 으로 전환 하여 직 렬 슬 레이 브 로 전송 합니다 .

SC ADA / 호스트 (TC P 클 라이언 트)
    │ Mod bus TCP 요청
    ▼
Mod bus 게 이트 웨 이 (TC P 서버 → R TU 마스터 전달)
    Mod bus R TU 요청 + CR C
    ▼
RS - 48 5 버스 → 슬 레이 브 스테 이션 0 1, 0 2, 03 ...

모 드 2: 능 동 폴 링 + 캐 시 (호 스트 모 드 / 마스터 모 드)

이것은 Mod bus 게 이트 웨 이가 직 렬 서버 와 차별 화 되는 핵심 기능 입니다 . Mod bus R TU 마스터 로서 의 게 이트 웨 이는 내 장 된 폴 링 테이블 에 따라 직 렬 포 트의 슬 레이 브 장치를 정기적으로 쿼 리 하고 반환 된 데이터를 로 컬 캐 시에 저장 합니다 .네트워크 측 의 서버 는 자체 적으로 폴 링 을 관리 할 필요가 없습니다 - 게 이트 웨 이의 캐 시 에서 최신 데이터를 직접 읽 기만 하면 됩니다 .

이 점 :

• 多个上位机 / 云平台可以同时读取同一批寄存器数据，而不会抢占 RS-485 总线

모 드 3 : 활성 에 스 컬 레이 션 (P ub lish Mode)

게 이트 웨 이는 사전 설정 된 규칙 (타 임 , 데이터 변경 , 임 계 값 트 리 거) 에 따라 레 지 스터 데이터를 서버 로 능 동 적으로 푸 시 합니다 .이 모 드 에서는 서버 가 폴 링 할 필요가 없습니다 - 특히 게 이트 웨 이가 M Q TT 클 라이언 트 역할을 하는 M Q TT 액세스 시 나 리오 에서 유용 하며 브 로 커 의 지정 된 주제 에 데이터를 적극 적으로 게시 합니다 .

3. 2 캐 시 스토 리지 메 커 니 즘

Mod bus 게 이트 웨 이의 캐 시는 메모 리에 레 지 스터 매 핑 테이블 을 유지하는 것입니다 .구성 할 때 관리 자는 일련 의 " 집 합 점 " 을 정의 합니다 .

수집 점 1: 슬 레이 브 주소 0 1, 기능 코드 0 3, 시작 주소 00 00, 길이 4, 주기 1 s
수집 포인트 2: 슬 레이 브 주소 0 2, 기능 코드 0 4, 시작 주소 00 00, 길이 2, 주기 5 s
... 

게 이트 웨 이는 이러한 수집 지 점을 각각의 주 기에 따라 폴 링 하여 데이터를 내부 버 퍼 로 새로 고 칩니다 .여러 TCP 클 라이언 트가 동시에 읽을 때 게 이트 웨 이는 직 렬 포 트 통신 을 트 리 거 하지 않고 캐 시 데이터를 직접 반환 합니다 .수집 주 기가 짧 을 수록 데이터가 더 실시간 이지만 RS - 48 5 버스 부 하 가 더 높 습니다 . 이는 실시간 성과 버스 용 량 사이의 균형을 이루 어야 합니다 .

3. 3 프로토 콜 변환 능력

일반적인 Mod bus 게 이트 웨 이가 지원 하는 프로토 콜 변환 경 로 :

Mod bus R TU → Mod bus TCP
Mod bus AS C II → Mod bus TCP
모 드 버 스 R TU   Mod bus R TU (크 로 스 세 그 먼 트 라 우 팅)
모 드 버 스 TCP   M Q TT (일 부 고급 게 이트 웨 이)

참고 : 한 Mod bus 모 드 에서 다른 Mod bus 모 드로 의 전환 만 " 표 준 Mod bus 게 이트 웨 이 " 범 주에 속 합니다 .게 이트 웨 이가 Mod bus ↔ M Q TT / HTTP / O PC UA / Pro fin et 과 같은 비 Mod bus 프로토 콜 을 변환 할 수 있다면 실제로 " 프 로 토 콜 변환 기 " 또는 " 엣 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이 " 의 영역 으로 뛰어 들었습니다 .

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엣 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이 : IoT 를 위한 완벽한 플랫폼

4. 1 초 과 프로토 콜 전달

모 서 리에 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이는 직 렬 서버 및 Mod bus 게 이트 웨 이의 " 완 전 한 진화 " 입니다 .프로토 콜 변환 을 수행 할 뿐만 아니라 로 컬 데이터 처리 및 의사 결정 기능을 제공합니다 .핵심 역 량은 다음 을 포함 합니다 .

• >
• 多协议同时接入：一条 RS-485 总线上既有 Modbus RTU 设备又有 DL/T645 电表，网关同时解析两种协议，统一转为 MQTT/HTTP 上传

4. 2 와 Mod bus 게 이트 웨 이의 본질 적인 차이 점

많은 사람들이 " 내 게 이트 웨 이는 엣 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이 에서도 M Q TT 업 로 드를 지원 합니다 . " 라고 생각합니다 .실제로 M Q TT 트 랜 스 포 스트 를 지원 하는 것은 에 지 컴퓨 팅 을 계산 하지 않습니다 - 본질 적으로 트 랜 스 포 스트 , 프로토 콜 패키 지를 변경 했습니다 .

真正的边缘计算网关要做이 프로세 스 에는 레 지 스터 주 소를 물리적 양 에 매 핑 , 단 위 변환 , 데이터 형 식 변환 , 데이터 유효 성 검 사가 포함 됩니다 - 단순히 " M Q TT 메시 지에 Mod bus 프레 임을 넣 는 것 " 이 아닙니다 .

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V . 운영 모 드의 엔지니어 링 비교

엔지니어 링 배 포 의 관점에서 볼 때 , 세 가지 유형의 장치 가 네트워크 에서 다른 토 폴 로지 역할을 수행 합니다 .

维度	Serial Server	Modbus 网关	Edge Computing Gateway

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모델 선택 : 언제 사용 해야 합니까 ?

6. 1 직 렬 포 트 서버 를 사용하는 시 나 리오

• 总线上只有 1-2 台 Modbus device，轮询逻辑简单，服务器侧有成熟的 Modbus 驱动

6. 2 Mod bus 게 이트 웨 이를 사용한 시 나 리오

• 4+ 台 Modbus RTU 设备需要通过一个 IP 接入

关键判断标准

6. 3 에 지 계산 게 이트 웨 이의 시 나 리오

• 现场接入多种协议（Modbus + DL/T645 + M-Bus + Custom Protocol），需要统一转换为标准 IoT Protocol

一句话总结

• 只要透传 → Serial Server

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전형 적인 엔지니어 링 계획 예

시 나 리오 1: 소 규모 농업 온 실 (4 센 서 + 1 P LC)

방 안 2: 펌 프 스테 이션 의 원 격 모니터링 (8 개의 주 파 수 인 버 터 + 전 력 미 터)

현 장 : 8 개의 주 파 수 인 버 터 (RS - 48 5 Mod bus R TU) + 3 개의 전 력 계 기
통신 : 4 G , 클 라우 드 에서 서버
장치 : Mod bus 게 이트 웨 이 (4 G 유형 , 예를 들어 US R - G 78 0)
아 키 텍 처 : 주 파 수 변환 기 + 계 기 → RS - 48 5 버스 → Mod bus 게 이트 웨 이 (호 스트 모 드 , 1 s 폴 링 캐 시)
       → 4 G → 클 라우 드 서버 (M Q TT 브 로 커 , 구 독 게 이트 웨 이 데이터 캐 시)
폴 링 테이블 :
  수집 점 1: 스테 이션 0 1, 03 야 드 , 주소 0 x 1000 , 길이 8, 주기 1 s (인 버 터 작동 매 개 변 수)
  수집 포인트 2: 스테 이션 0 2, 03 야 드 , 주소 0 x 2000, 길이 4, 주기 1 s (전 압 전 류 미 터)
  수집 포인트 3: 스테 이션 0 1, 03 야 드 , 주소 0 x 1100 , 길이 4, 주기 10 s (인 버 터 경 보 기록)
이유 : 많은 장치 , 높은 원 격 4 G 지 연 시간 , 여러 데이터 수집 지 점에서 다른 폴 링 주 기가 필요 하며 클 라우 드 에서는 캐 시 구 독 만 필요합니다 .

시 나 리오 3: 공장 에너지 소비 모니터링 (50 + 미 터 + 로 컬 디 스 플레이)

현 장 : 50 개 이상의 3 상 전 력 미 터 (Mod bus R TU) + 4 개의 수 력 미 터 (M - Bus)
통신 : 엔 터 프 라이 즈 인 트 라 넷 , 로 컬 SC ADA 및 클 라우 드 모두 에 대한 데이터가 필요합니다 .
장비 : 엣 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이 (예 : Huawei AR 650 시리즈)
아 키 텍 처 :
  미 터 → RS - 48 5 버스 1 (Mod bus R TU 폴 링) →
  워 터 미 터 → M - Bus to RS - 48 5 모듈 → RS - 48 5 버스 2 → 에 지 컴퓨 팅 게 이트 웨 이
  로 컬 SC ADA (Mod bus TCP Sla ve)
  클 라우 드 플랫폼 (M Q TT J SON , 전 력 , 수 요 및 기타 사전 처리 데이터 포함)
  로 컬 SQL ite (30 일 내 역)
규칙 엔진 :
  IF 某回路功率 
이유 : 다 중 프로토 콜 , 데이터 처리 량 , 로 컬 히 스토 리 , 연 동 경고 필요

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인터넷 의 많은 자료 는 직 렬 포 트 서버 와 Mod bus 게 이트 웨 이를 같은 기 호 로 그리 거나 혼 동 합니다 . 本质上，选型的核心不是看设备叫自己什么名字，而是看它프로세 스를 현 장에 더 가깝 게 밀어 넣 을 수록 서버 가 더 쉽고 시스템 확장 성이 향상 됩니다 .그러나 장치 수가 적 고 네트워크 조건 이 좋은 간단한 시 나 리오 에서는 직 렬 서버 의 단순 성이 이 점 입니다 . 프로토 콜 구 문 분석 에 대한 추가 지 연 시간 이나 캐 시 일 관 성을 관리 하는 부담 이 없습니다 .값 이 비싸 질 수록 좋은 것이 아니라 증 상에 맞는 것이 좋다 .

문제가 있으면 다시 이야기 하다 .