RS485设备通过DTU上传数据到阿里云物联网平台

在开始之前，首先需要搞明白以下几个概念，RS485, Modbus协议和DTU。

RS485，基础概念自行度娘，这里如果简单理解的话就是一种串行通信标准。非硬件工程师其实记住RS485有4条线，A，B，VIM和GND。可简单理解为A，B作为数据传输，VIM和GND作为电源的正负。在设备接入上一般是A口对A口， B口对B口。

Modbus协议，一种通信协议，而且是现在很多工业的电气设备上都会用到的。稍后我们会在例子中讲到。

DTU，数据传输单元，通过DTU，可以将RS485设备的数据传输到MQTT或者其他地方。

简单理解上面的概念后，我们开始进行数据的接入。

1. 首先进行硬件之间的对接，将RS485的A口接入DTU的A口， B口接入B口。在这里要值得注意得是，因为RS485设备是属于被动设备，需要由上位机发起询问后才会返回传感器上的数据。具体的数据格式需要根据自己手上的设备来确定。

以老司机手里的这款温湿度传感器为例，在产品说明书的章节里面，描述了这款传感器的问询参数：

地址码	功能码	起始地址	数据长度	校验码低位	校验码高位
0x01	0x03	0x00,0x00	0x00,0x02	0xC4	0x0B

这说明了，如果我们需要让传感器返回传感器的数据，我们需要对传感器下发如下的命令：

010300000002C40B

为了便于大家理解，我们这样来看这串命令

01【我们要查询地址为01的设备，默认的地址为01】

03【使用功能03】

0000【从这里开始查询】

0002【数据长度】

C40B【验证码】

如果指令下发正常，将会返回下面的数据：

地址码	功能码	字节数	数据值(湿度、温度)	校验码低位	校验码高位
0x01	0x03	0x04	0x02 0x3F 0x01 0x06	0x4A	0x15

我们还是把数据拆分起来看一下，如果返回正常，我们将会得到下面的数据。

010304023F01064A15

其中023F0106就是我们期望得到的数据，因为返回的值是16进制的，我们根据产品手册的描述，得知023F和0106分别表示在十六进制下的温度和湿度，我们再进行转换后就可以得到实际10进制下的温度和湿度了。

2. 在我们理解了如何下发数据到设备，以及读取设备返回的值后。我们开始在阿里云物联网平台进行操作。

2.1 首先创建产品，这里要注意的是，因为我们的设备是一个4G的DTU，所以联网方式选择蜂窝，数据格式选择透传（因为我们从DTU拿到的数据并不是JSON格式的）

当我们产品创建好了后，我们可以看到我们的物模型的透传伤上行和下行的TOPIC。

2.2 【重点来了】因为我们透传过来的数据并不是能直接被云平台可以解析的，所以阿里云物联网平台提供了【消息解析】这么一个功能。

为了方便理解，我们可以看一下一次设备上报将会经过哪些步骤。

通过图，我们可以看到，设备通过DTU把设备上传后，首先云平台通过MQTT的TOPIC接手到消息后，会调用RawDataToProtocol讲数据从原始数据解析道协议数据，接着云端进行一个响应up_raw.

我们从DTU上行收到的数据如下：

最终通过转换之后得到的数据如下：

{"Params":"01030402e40080ba1c","ResultData":{"method":"thing.event.property.post","fHead":1,"id":"50594532","addr":"1","params":{"Humidity":74,"temperature":12.8},"version":"1.0","fun":"3"},"RequestId":"null","Content":"null","Reason":"success","clientId":"null"}

在这里我们可以看到我们已经拿到了设备上行的数据，即{"Humidity":74,"temperature":12.8}

这里之所以能进行转换，就是我们刚提到的消息解析所进行的。消息解析只是JS，PYTHON，PHP进行编写。

老司机使用的是PYHON，我们来看一下代码


ALINK_PROP_REPORT_METHOD = 'thing.event.property.post'  # 物联网平台Topic，设备上传属性数据到云端。def raw_data_to_protocol(bytes):uint8Array = []for byteValue in bytes:uint8Array.append(byteValue & 0xff)fHead = uint8Array[0]jsonMap = {}jsonMap['fHead'] = fHeadjsonMap['method'] = ALINK_PROP_REPORT_METHODjsonMap['version'] = '1.0'jsonMap['id'] = str(bytes_to_int(uint8Array[1:5]))jsonMap['addr'] = str(bytes_to_int(uint8Array[0:1]))jsonMap['fun'] = str(bytes_to_int(uint8Array[1:2]))params = {}params['Humidity'] = float(bytes_to_int(uint8Array[3:5]))/10params['temperature'] = float(bytes_to_int(uint8Array[5:7]))/10jsonMap['params'] = paramsreturn jsonMap# byte转成int。
def bytes_to_int(bytes):data = ['%02X' % i for i in bytes]return int(''.join(data), 16)

在上面的代码上，我们可以看到消息解析讲收到的消息进行了几次转换，得到了相对应的数据。

我们这里着重描述一下如何获取到温度和湿度

params['Humidity'] = float(bytes_to_int(uint8Array[3:5]))/10
params['temperature'] = float(bytes_to_int(uint8Array[5:7]))/10

我们回顾一下，上述代码其实是对010304023F01064A15进行了解析。而根据传感器的约定，数据的第四，第五位表示的是湿度，第六，第七表示的是温度。

01 03 04 02 3F 01 06 4A 15

所以uint8Array[3:5] 我们拿到的是 02 3F，并将bytes转换成int后，再除以10，则得到了我们的湿度。

uint8Array[5:7] => 01 06 进行转换，再除以10，得到温度。

以上就是通过消息解析，将透传的数据在阿里云平台上进行转换的方式了。

值得注意的是，由于RS485设备属于被动设备，有的DTU可以自动轮讯，有的DTU是需要上位机下发指令后才能对RS485设备发送指令。

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