前言

在做项目的时候，需要使用python来实时读取网线通过Modbus/TCP协议传输过来的数据。今天总结一下如何使用python来读取Modbus/TCP协议数据。先介绍需要使用的模块modbus_tk，再介绍如何使用modbus_tk、如何调试以及如何将读取的无符号短整型整数转化为64位的float类型数据（这一块网上只有文字过程描述，没有简明的python代码）。最后总结做项目的时候如何进行python+Modbus的部署。

一、modbus_tk是什么？

Modbus由MODICON公司于1979年开发，是一种工业现场总线协议标准。1996年施耐德公司推出基于以太网TCP/IP的Modbus协议：ModbusTCP。
modbus_tk是modbus的一个python模块包，它可以提供ModbusTCP和RTUIT的从机和主机的实施，有助于使用Python轻松创建Modbus应用。官网地址如下：https://pypi.org/project/modbus_tk/
modbus_tk可以使用简单的pip来安装：

pip install modbus_tk

二、modbus_tk的使用步骤

import包

import modbus_tk.modbus_tcp as mt
import modbus_tk.defines as md

配置
假设数据传输的IP是192.168.10.101，端口使用505端口，那么相应的配置如下：

master = mt.TcpMaster("192.168.10.101",505)
master.set_timeout(5.0)

读取数据
通过函数调用进行数据读取，每次需要读取数据的时候调用该函数，返回的是一个数组：

def data_collect():data_sam = master.execute(slave=1,function_code=md.READ_HOLDING_REGISTERS,starting_address=0,quantity_of_x=100,output_value=100)return data_sam

需要注意的是参数的选取：
初始地址 starting_address
读取的数据数量 quantity_of_x

三、使用modscan测试

使用下载的modbus测试软件，测试读取的数据是否正确，modscan的配置类似，需要注意的是模式要选择HOLDING REGISTER，下面是工控机上使用时拍的照片：

测试发现modbus数据已经通过网线传输到工控机了，可以用modbus_tk读取了，并且可以对比结果

四、32位无符号短整型数据转为64位float数据

modbusTCP传来的数据可能是32位的无符号短整型数据，而实际上这个数据代表的是64位的float数据（2个32位短整型数据代表一个64位float数据），因此我们需要使用程序来进行转换，转换的步骤网上有文字描述，但是没有落实在代码上，下面是博主为此写的代码：
先转为二进制

#无符号短整型数据转化为二级制表示
def ushort2bin(x):strx = str(bin(x))lens = len(strx)strx = strx[2:lens]lens = len(strx)a=np.zeros((16))for i in range(lens):a[16-i-1] = int(strx[lens-1-i])return a

计算指数

def cal_exp(x):sum_exp = 0for i in range(len(x)):tem = ma.pow(ma.pow(2,i),x[7-i])if x[7-i] == 0:tem = 0sum_exp = sum_exp + tem#print(tem)return sum_exp - 127

计算数据

def cal_data(ab,num_exp):data_s = 0for i in range(num_exp):tem = ma.pow(ma.pow(2,i),ab[8+num_exp-i])if ab[8+num_exp-i] == 0:tem = 0data_s = data_s + temdata_s = data_s + ma.pow(2,num_exp)return data_s

转换为64位float

def ushort2float(value1,value2):a = ushort2bin(value1)b = ushort2bin(value2)ab = np.zeros((32))for i in range(16):ab[i] = a[i]for i in range(16):ab[16+i] = b[i]if ab[0] == 0:flag = 1else:flag = 0num_exp = int(cal_exp(ab[1:9]))#print(num_exp)data = cal_data(ab,num_exp)if data < 1:data = 0return data

使用的时候只需要先读取传输的数据，然后调用ushort2float函数做转换即可：

data_sam = data_collect()
asu4 = ushort2float(data_sam[45],data_sam[44])

五、总结

在部署的过程中，我们首先要知道传输过来的数据代表的是哪些位点，然后使用modbus_tk来配置和读取，最后将读取的数据转化为相应的格式即可。

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