IIo工業(yè)樹莓派如何解析MODBUS中的浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)

前言

工業(yè)樹莓派支持MODBUS TCP/RTU通訊協(xié)議，因此，在使用Modbus協(xié)議的溫濕度傳感器、電子天平、PLC等設(shè)備場景中應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)工業(yè)樹莓派作為MODBUS TCP/RTU主站時(shí)，最多可以連接30個(gè)從站設(shè)備，由此可見，工業(yè)樹莓派具有較好的可擴(kuò)展性。

HongKe Technology

虹

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科

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方

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案

01

面 臨 的 挑 戰(zhàn)

MODBUS從站設(shè)備有16位整型數(shù)據(jù)，但應(yīng)用更多的是32位浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，這是因?yàn)?2位浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)能夠在通訊過程中的控制更加精準(zhǔn)，這類常應(yīng)用于如電子天平的體重?cái)?shù)據(jù)、溫濕度傳感器的溫度/濕度數(shù)據(jù)、電機(jī)的轉(zhuǎn)速等場景。

但在這個(gè)過程中會面臨數(shù)據(jù)解析的問題：浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的應(yīng)用需要遵循IEE745的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換規(guī)則，以實(shí)現(xiàn)與整型數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換和利用。

寄存器只能存放16位數(shù)據(jù)，所以浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)會被拆分成兩個(gè)數(shù)據(jù)部分，分別存放在相鄰的兩個(gè)寄存器中，具體如下：

1. 在進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取的時(shí)候，需要把兩個(gè)寄存器數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)解析還原成浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)（如圖1中所示）；

2. 在進(jìn)行數(shù)據(jù)寫入的時(shí)候，要通過數(shù)據(jù)解析把一個(gè)浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)拆分成兩個(gè)十六進(jìn)制分別寫入到相應(yīng)的寄存器內(nèi)（如圖2中所示）。

圖1.寄存器數(shù)據(jù)合并成浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)

圖2. 浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)寫入到寄存器

02

解 決 方 案

針對此類問題，虹科提供一種解析方法，具體如下：

1、讀取兩個(gè)寄存器數(shù)據(jù)，通過位操作把兩個(gè)寄存器數(shù)據(jù)合并成浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)。

2、寫入一個(gè)浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)，通過位運(yùn)算把32位浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)拆分成兩個(gè)16位整型數(shù)據(jù)，分別寫入到兩個(gè)寄存器中。

03

總 結(jié)

工業(yè)樹莓派采用Debian系統(tǒng)，開源性較高，可以通過C/C++、Java、C#、Python等方式進(jìn)行編程。關(guān)于浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成16進(jìn)制整型數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)解析可以使用的方法有很多，以上僅為其中一種數(shù)據(jù)解析方法，這種解析方法存在誤差，誤差范圍為±0.01，可以適用于對浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)精度要求不是特別高的情況。針對以上場景，如有其他解析方法，歡迎添加工程師微信進(jìn)行交流。

04

方 案 簡 介

虹科工業(yè)樹莓派產(chǎn)品具有實(shí)時(shí)Raspbian系統(tǒng)，內(nèi)置Broadco多核處理器具備諸如圖像處理類復(fù)雜任務(wù)處理能力。

此外，它小巧靈活，功耗低，支持用Python/Java/C/C++/C#、Node-RED可視化編程工具進(jìn)行開發(fā)，還能實(shí)現(xiàn)CPDESYS軟PLC功能，在數(shù)據(jù)采集和小型控制等場景可幫助用戶快速創(chuàng)建應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和數(shù)字化生產(chǎn)。