如何在 reComputer R1000 上使用 rs485 和 modbus

介绍

本文主要介绍如何使用 reComputer R1000 的 485 通信功能，并测试 RS485 和 Modbus 通信功能。

开始使用

在开始这个项目之前，您可能需要按照此处描述的内容提前准备硬件和软件。

硬件准备

reComputer R1000
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软件

• 在您的 W10 PC 上使用 modbus poll。您也可以使用其他 modbus 测试工具
• 在 reComputer R1000 和 W10 PC 上使用 modbusmechanic。您也可以使用其他 modbus 测试工具
• 在您的 W10 PC 上使用 mobaxterm。您也可以使用其他串口测试工具
• 您需要在 reComputer R1000 上使用以下命令下载 minicom 工具：

sudo apt-get install minicom

硬件配置

此测试使用 RS485 转 USB 模块来连接 reComputer R1000 和 W10 PC。

对于 ModbusTCP，我们使用以太网线将 W10 PC 和 reComputer R1000 连接到交换机，以确保它们在同一网段内。

在 reComputer R1000v1.1 上配置 minicom

注意： 在使用 minicom 与 RS485 之前，请按照此处安装 r1000 驱动程序。

首先，安装 minicom

使用以下命令在您的主机和 reComputer r1000 上安装 minicom：

sudo apt install minicom

第二，按如下配置你的 minicom

使用 Ctrl+Alt+T 打开终端，并输入如下命令：

sudo minicom -D /dev/ttyAMA*

ttyAMA* 应该是 ttyAMA2, ttyAMA3 或 ttyAMA4，这取决于您使用的是哪个 RS485。

然后输入 Ctal+A，再输入 Z，您将看到如下所示的 minicom：

输入 o 来配置 minicom，并选择 Serial port setup，您将看到如下所示：

然后输入 F 和 H 使 minicom 进入 RS485 模式，结果将如下所示：

最后，选择 Exit 并输入 Enter 退出配置，如下所示：

reComputer R1000 v1.0 所需操作

对于 reComputer R1000 v1.0，内置 485 收发器的 DE 引脚默认处于失控状态，这意味着接口只能单向传输数据（仅接收或仅发送）。

note

要区分硬件版本（v1.0 和 v1.1），您可以参考 reComputer R1000 V1.1 产品变更详情。

我们现在有两种解决方案，一种是加载一个钩住 UART 驱动程序的内核模块，我们推荐您使用这种方法，另一种是基于应用层的解决方案，简单地调用 libgpiod 来控制 DE 引脚。您可以根据需要选择其中一种。

内核模块解决方案（推荐）

安装

首先，您需要下载内核模块的源代码。这是一个独立的仓库，因此您可以直接克隆它。

git clone https://github.com/bclswl0827/r1000v1-rs485-autoflow
cd r1000v1-rs485-autoflow

接下来，你需要编译内核模块。

make

如果您在编译时遇到错误，您可能需要安装与当前运行内核对应的内核头文件。我们假设您使用的是 Raspberry Pi OS，因此您可以使用以下命令来安装内核头文件。

sudo apt-get install linux-headers-$(uname -r)

之后，您可以再次编译内核模块。

加载内核模块

编译完成后，您可以通过运行以下命令来加载内核模块。

sudo insmod r1000v1-rs485-autoflow.ko

如果内核模块成功加载，您应该在内核日志中看到以下消息，使用 dmesg 命令检查。

[  256.037465] r1000v1_rs485_autoflow: RS-485 interface has been hooked successfully

现在，您可以使用 minicom 工具来测试 RS485 通信。您也可以使用其他串口测试工具（例如 picocom）。

要在启动时加载内核，您可以使用以下命令将此模块添加到 /etc/modules 文件中。

echo "r1000v1_rs485_autoflow" | sudo tee -a /etc/modules

模块注册后，您需要重启系统以使更改生效。

sudo reboot

卸载内核模块

要卸载内核模块，您可以运行以下命令，内置的RS485接口将返回到只接收模式。

sudo rmmod r1000v1-rs485-autoflow

使用 DKMS 添加模块

DKMS（动态内核模块支持）是一个自动化构建和安装内核模块的系统，使其在管理跨多个内核版本的模块时非常有用。通过使用 DKMS，您可以确保您的模块即使在内核更新后仍保持兼容。

要使用 DKMS 添加此内核模块，请使用以下命令：

sudo make dkms_install

此命令将向 DKMS 注册模块，编译它，并为当前内核版本安装它。当将来内核升级时，DKMS 将自动为新版本重新构建和安装模块，因此您无需手动重新编译它。

应用层解决方案

使用脚本

• 除了本文中提到的方法外，我们还提供了一个脚本，您可以使用以下命令执行。此脚本可以自动创建一个新的 /dev/ttyx，然后使用新创建的设备号执行 rs485/modbus rtu 通信即可

  curl -sSL https://raw.githubusercontent.com/Seeed-Projects/R1000-RS485-Util/main/setup_rs485.sh | sudo bash

手动设置

首先，您需要下载我们提供的C程序，然后参考ReadMe的内容。编译并运行。

git clone https://github.com/Seeed-Studio/seeed-linux-dtoverlays
cd seeed-linux-dtoverlays/tools/rs485_control_DE/
sudo apt-get install libgpiod-dev
gcc -o rs485_DE rs485_DE.c -lgpiod
sudo ./rs485_DE /dev/ttyAMA2 /dev/gpiochip0 6 /dev/ttyAMA10 

这个程序将创建一个新的 ttyAMAx 设备，其中设备编号取决于您运行程序时输入的参数。

note

• 上面的示例展示了如何使用一个 RS485 接口。如果您想使用三个 485 接口，可以使用以下脚本来实现：

sudo ./rs485_DE /dev/ttyAMA2 /dev/gpiochip0 6 /dev/ttyAMA10 &
sudo ./rs485_DE /dev/ttyAMA3 /dev/gpiochip0 17 /dev/ttyAMA11 &
sudo ./rs485_DE /dev/ttyAMA5 /dev/gpiochip0 24 /dev/ttyAMA12 &

ttyAMA10ttyAMA12 与 ttyAMA2ttyAMA5 一一对应。在您的应用程序中使用 ttyAMA10ttyAMA12 进行正常通信（ttyAMA2ttyAMA5 无法使用，您需要使用脚本新创建的设备号）

使用 Modbus RTU 测试的步骤

步骤 1：在 reComputer R1000 上输入以下脚本来打开 minicom 软件

minicom -D /dev/ttyAMAx -b 9600

其中，-D 后面跟着您要打开的设备号，-b 指的是波特率，设备号需要是第一步中新创建的设备号。然后在 W10 PC 上打开 MobaXterm，创建一个新的串口终端，选择串口号，波特率为 9600；最后，您可以与 RS485 进行双向通信。如图所示，在 reComputer R1000 上输入的内容可以通过 RS485 发送到 W10 PC，在 W10 PC 上输入的内容也可以发送到 reComputer R1000，双向通信正常。

步骤 2：测试完 RS485 功能后，您可以进行 Modbus 功能测试。此步骤允许 reComputer R1000 作为 Modbus 从站进行测试。在 reComputer R1000 上打开 ModbusMechanic 软件，选择设备号和波特率，然后点击左上角的模拟从站功能添加两个线圈；然后在 W10 中打开 Modbus poll 作为主站读取从站的线圈。然后打开 Modbus poll 的显示窗口，您可以看到 Modbus RTU 的发送和接收消息正常。

步骤 3：此步骤允许 reComputer R1000 作为 Modbus 主站进行测试。在 reComputer R1000 和 W10 PC 上都打开 ModbusMechanic 软件，并选择设备号和波特率。W10 PC 参考第三步的设置。在 reComputer R1000 上选择 Read Coils(0x01) 读取从站的线圈，将 Slave Node 设置为 1，Register 选择您要读取的地址，最后点击 Transmit packet。

使用 Modbus TCP 测试的步骤

步骤 1：在 Win10 PC 和 R1000 上打开 modbusmechanic

步骤 2：R1000 作为 modbus TCP 主机。在 W10 PC 上点击 Tool => Start Slave Simulator，TYPE 选择 TCP，Slave ID 选择 1，然后添加 Coils；然后在 R1000 中输入 IP，Scan group 选择 Read Coil。输入 Slave Node 和 Register，最后点击 Transmit packet。您可以看到从站数据已成功读取。

步骤 3：R1000 作为 modbus TCP 从站。配置参考第二步。您可以看到 R1000 作为从站可以正常读取数据。

在 R1000 中运行 Modbus TCP 从站程序需要监听 502 端口，这可能需要 sudo 权限。如果您的应用程序无法监听 502 端口，请尝试为其添加权限。

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