TaskRunner 自定程式 - ModbusTCP控制LED燈

1. 說明

1. 任務運行器 TaskRunner 通過自定程式，採用ModbusTCP通訊協議，控制駁接在Arduino上的LED燈。ModbusTCP使用電腦來指定特定IP地址下的ModbusTCP從機，從而控制此從機。範例中使用Arduino開發板與Ethernet W5100網路擴充套件板，組合成ModbusTCP從機。
2. PC設備(ModbusTCP主機)通過ModbusTCP通訊協議傳送指令給指定的IP地址，該地址下對應一個ModbusTCP從機，要求打開連線該從機的LED燈，從機收到主機指令後會自動解碼，接著完成ModbusTCP主機所指派的工作，開啟LED燈。
3. 範例中LED燈正極(針腳較長的一端)連線到電阻，再連線到Ethernet W5100的D8針腳，LED燈的負極連線到擴充套件板的GND針腳。
4. 此範例要使用 Arduino 開源硬件平臺來搭建配套使用的測試環境。如果僅為測試用途，可使用 Modbus 模擬程式來模擬設備。

2. 零件連線圖

3. 使用零件

序	零件名稱	數量
1	Arduino UNO R3 開發板	1
2	Arduino Ethernet W5100 網路擴充套件板	1
3	USB數據線	1
4	網線	1
5	麵包板	1
6	杜邦線	若干
7	LED燈	1
8	220歐姆電阻	1

  Arduino開發板與Ethernet W5100網路擴充套件板組裝完成後的外觀如下圖所示。

4. Arduino流程圖

5. Arduino程式

  使用Arduino IDE 編譯並上傳以下Arduino程式。

// 採用 MyArduinoProjects Modbus TCP 鏈接庫
// http://myarduinoprojects.com/modbus.html
#include <SPI.h>
#include <Ethernet.h>

#include "MgsModbus.h"                                //引入Modbus TCP 鏈接庫
MgsModbus Mb;

// 設定網路 (網路擴充卡 MAC 可自行修改 +1 避免衝突)
byte mac[] = {0x90, 0xA2, 0xDA, 0x0E, 0x94, 0xB6 };     //設定Arduino設備的網絡卡MAC地址
IPAddress ip(192, 168, 0, 162);     //設定Arduino設備的網路IP地址
IPAddress gateway(192, 168, 0, 1);  //設定閘道器的IP地址
IPAddress subnet(255, 255, 255, 0); //設定子網掩碼

#define LED_PIN 8                                    //定義LED PIN為8
int LedSwitch=0;

void setup() {
   Serial.begin(9600);
   Ethernet.begin(mac, ip, gateway, subnet);         // 啟動網路
   Serial.println("網路已經開通"); 

   //設定要使用的快取器地址
   //0 1 2 3 4 是 Holding 快取器的順序,其地址分別是10000,10001,10002,10003,10004
   // 新增快取器   mb.MbData(i);   
   Mb.MbData[0] = 0;                                 // 0=關閉LED燈 1=打開LED燈
   pinMode(LED_PIN, OUTPUT);                         // 設定腳位 PIN 8為輸出模式
}
 
void loop() {
   LedSwitch=Mb.MbData[0];                           // 讀取數字快取器的數值
   if (LedSwitch!=0){
       digitalWrite(LED_PIN, HIGH);                  //PIN 8輸出為HIGH,LED點亮
   }
   else {    
   digitalWrite(LED_PIN, LOW);                       //PIN 8輸出為LOW,LED熄滅
   }
   delay(500);                                       //延時 0.5秒
   Mb.MbsRun();                                      //呼叫 Modbus   
}

6. 設計程式

  TaskRunner 的初始示例已包含 ModbusTCP控制LED燈 自定程式。下面介紹建立自定程式的流程。

1. 點選 自定程式 選項卡，在自定程式界面中點選 新建 按鈕，打開新建程式界面。
2. 在新建程式界面，填寫要設計的自定程式的基本資訊。如下圖所示。填寫完成點選 儲存 按鈕。

3. 返回自定程式列表界面，選擇剛才建立的 JS015 自定程式，點選功能表欄中的 設計 按鈕，打開程式設計器界面。
4. 在程式設計器界面中輸入自定程式程式碼，程式碼示例如下。完成後，點選 儲存 按鈕。

{
  //定義變數
  var v,host,port,unitid;
  var m = new TModbusTCPClient(nil);
  host = iif(UgParams.Values["host"] == "","127.0.0.1",UgParams.Values["host"]);
  port = iif(UgParams.Values["port"] == "","502",UgParams.Values["port"]);
  unitid = iif(UgParams.Values["unitid"] == "","255",UgParams.Values["unitid"]);
  
  //設定參數
  TModbusTCPClient(m).Host = host;
  TModbusTCPClient(m).Port = StrToInt(port);
  TModbusTCPClient(m).UnitID = StrToInt(unitid);
  
  //讀取線圈狀態  
  if (TModbusTCPClient(m).ReadHoldingRegister(1,v))
  {
    if (v == 0)
      TModbusTCPClient(m).WriteRegister(1,1)
    else
      TModbusTCPClient(m).WriteRegister(1,0); 
  }
}

5. 如需要測試效果，可在程式設計器界面中點選 運行 按鈕進行測試。測試過程中需使用 Modbus 模擬程式(如 Modbus Slave)來模擬 Modbus 設備，需模擬為保持暫存器。

  程式中定義的參數說明如下：

名稱	說明	是否必填	預設值
host	Modbus 從機的地址	是	127.0.0.1
port	Modbus 連線的埠號	否	502
uintid	Modbus 設備ID	否	255

7. 呼叫執行

  設計完成的自定程式可使用以下方式來呼叫執行。

7.1. RestAPI

  使用瀏覽器或RestAPI 客戶端，訪問以下地址，執行自定程式呼叫。請將 {ip} 修改爲運行 TaskRunner 主機的IP地址，{port} 修改爲 TaskRunner WebSocket 服務端監聽的地址。

http://{ip}:{port}?restapi=script&taskname=JS015

  如需要自定義參數，參照以下方式執行。其中將 {host} 替換為 Modbus 設備的 IP 地址。port 與 unitid 為非必填參數，如 Ardunio 未修改過埠號資訊，此處可不引用這兩個參數。

http://{ip}:{port}?restapi=script&taskname=JS015&host={host}&port={port}&unitid={unitid}

7.2. WebSocket

  使用WebSocket客戶端，連線至 TaskRunner 中的 WebSocket 服務端。向 WebSocket 服務端發送以下文字實現自定程式的呼叫。

{"action":"script","taskname":"JS015"}

  如需要自定義參數，參照以下方式執行。其中將 {host} 替換為 Modbus 設備的 IP 地址。port 與 unitid 為非必填參數，如 Ardunio 未修改過埠號資訊，此處可不引用這兩個參數。

{"action":"script","taskname":"JS015","params":[{"name":"host","value":"{host}"},{"name":"port","value":"{port}"},{"name":"unitid","value":"{unitid}"}]}

7.3. MQTT

  使用 MQTT 客戶端，連線至 TaskRunner 連線的 MQTT 伺服器。MQTT 客戶端向 TaskRunner 訂閱的主題發送以下文字實現自定程式的呼叫。

{"action":"script","taskname":"JS015"}

  如需要自定義參數，參照以下方式執行。其中將 {host} 替換為 Modbus 設備的 IP 地址。port 與 unitid 為非必填參數，如 Ardunio 未修改過埠號資訊，此處可不引用這兩個參數。

{"action":"script","taskname":"JS015","params":[{"name":"host","value":"{host}"},{"name":"port","value":"{port}"},{"name":"unitid","value":"{unitid}"}]}