虹科工業(yè)樹(shù)莓派

高性能

多接口

寬溫--適應(yīng)惡劣環(huán)境

★★★★★

“ 01/前言”

虹科工業(yè)樹(shù)莓派是一款基于樹(shù)莓派計(jì)算模塊進(jìn)行工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)和封裝的，并且經(jīng)過(guò)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試（EN61131-2和IEC 61000-6-2），如EMI，浪涌和突發(fā)事件等等，有ESD的極性保護(hù)，達(dá)到4KV/8KV。

虹科工業(yè)樹(shù)莓派的操作系統(tǒng)在Raspbian基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，給linux內(nèi)核添加了RT實(shí)時(shí)補(bǔ)丁，以使得linux滿足硬實(shí)時(shí)的需求。

“ 02/Modbus TCP/RTU主從站功能”

虹科工業(yè)樹(shù)莓派內(nèi)置虛擬Modbus TCP/RTU主從站功能，用戶可以通過(guò)產(chǎn)品上的USB接口（需要USB轉(zhuǎn)接線）/RS485接口連接Modbus RTU設(shè)備，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行讀寫操作。

圖1.1 虛擬Modbus TCP/RTU主從站

用戶可以在網(wǎng)頁(yè)配置界面PiCtory中對(duì)虛擬主從站進(jìn)行配置。

比如：配置Modbus RTU Master一個(gè)任務(wù)為每1000ms讀取一次從站地址為1，寄存器地址為1的保持寄存器的值，并將讀取到的值放入Input_Word_1中，配置好之后讀取操作將自動(dòng)執(zhí)行，用戶只需讀取Input_Word_1的值即可獲得相應(yīng)數(shù)據(jù)。

圖1.2 虛擬Modbus RTU Master任務(wù)配置

在配置Modbus RTU Master時(shí)需要輸入通過(guò)USB口連接的從站的設(shè)備編號(hào)的路徑，比如：/dev/ttyUSB0。

但這就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題：當(dāng)從站通過(guò)USB口連接到模塊時(shí)，其設(shè)備端口號(hào)是系統(tǒng)自動(dòng)分配的，Linux內(nèi)核會(huì)根據(jù)設(shè)備插入的先后順序進(jìn)行編號(hào)的分配，比如第一個(gè)插入的設(shè)備編號(hào)是ttyUSB0，第二個(gè)插入的設(shè)備編號(hào)是ttyUSB1,依次類推。

所以，在每次重啟系統(tǒng)之后，連接的Modbus RTU從站的設(shè)備編號(hào)可能會(huì)發(fā)生變化，上一次啟動(dòng)時(shí)是ttyUSB0，下一次啟動(dòng)就可能變成ttyUSB1。

如果每次啟動(dòng)設(shè)備都要檢查和修改設(shè)備編號(hào)路徑的話就會(huì)在實(shí)際應(yīng)用中帶來(lái)很多麻煩，那么有沒(méi)有一種方法可以固定設(shè)備編號(hào)呢？

答案是肯定的！

我們可以通過(guò)指定udev規(guī)則，讓udev除了產(chǎn)生/dev/ttyUSB*設(shè)備文件外，另外再創(chuàng)建一個(gè)軟鏈接。具體操作見(jiàn)下文。

“ 03/udev規(guī)則-通過(guò)芯片的特定碼創(chuàng)建軟鏈接”

Vender ID和Product ID,即“廠家標(biāo)識(shí)”和“產(chǎn)品標(biāo)識(shí)”。USB 設(shè)備驅(qū)動(dòng)的硬件接口需要識(shí)別Vender ID和Product ID。

可以通過(guò)lsusb命令查看當(dāng)前通過(guò)USB接入的設(shè)備的描述列表，就可以得到設(shè)備的Vender ID和Product ID，然后在進(jìn)行后續(xù)綁定。

圖2.1 lsusb命令

從上圖可以看到，我通過(guò)USB口連接的USB-Serial adapter設(shè)備的Vender ID是1a86，Product ID是7523。接下來(lái)，在/etc/udev/rule.d目錄下創(chuàng)建新的規(guī)則文件ttyUSBLink.rules。并輸入以下規(guī)則：

KERNEL==”ttyUSB*”, ATTRS{idVendor}==”1a86”, ATTRS{idProduct}==”7523”, MODE:=”0666”, GROUP:=”dialout”, SYMLINK+=”modbus_device_1”

保存并退出文件，重新拔插USB設(shè)備，新建的udev規(guī)則即可生效（若沒(méi)有生效，以root權(quán)限運(yùn)行命令：service udev reload和service udev restart）。

以上述規(guī)則為例，以后無(wú)論按照什么順序插入，都能夠通過(guò)自定義的modbus_device_1設(shè)備文件軟鏈接訪問(wèn)設(shè)備，而無(wú)需關(guān)心系統(tǒng)分配給設(shè)備的ttyUSB*的編號(hào)是什么。

圖2.2 udev規(guī)則效果

從上圖可以看出，系統(tǒng)自動(dòng)為我的設(shè)備分配的編號(hào)是ttyUSB0,同時(shí)也創(chuàng)建了一個(gè)名為modbus_device_1的軟鏈接，這樣就可以在PiCtory界面直接輸入軟鏈接的路徑。

但很多時(shí)候，設(shè)備廠商由于一些特殊原因，在串口芯片上寫入的設(shè)備號(hào)是相同的：

圖2.3 具有相同ID的USB串口設(shè)備

那么這種創(chuàng)建軟連接的方法就會(huì)出問(wèn)題，此時(shí)我們就需要另一種方法，詳見(jiàn)下一部分。

“ 04/udev規(guī)則-綁定硬件端口號(hào)”

如上文所說(shuō)，我們可能會(huì)遇到具有相同ID號(hào)的設(shè)備，此時(shí)通過(guò)綁定ID號(hào)創(chuàng)建軟鏈接的方法就行不通了，但可以通過(guò)綁定硬件端口號(hào)實(shí)現(xiàn)同樣的效果。

每個(gè)設(shè)備的硬件端口號(hào)是不一樣的，可以通過(guò)udevadm info --attribute-walk --name=/dev/ttyUSB0查看設(shè)備的硬件端口號(hào)：

圖3.1 查看設(shè)備硬件端口號(hào)

通過(guò)上述命令，可以看到我的ttyUSB0設(shè)備的硬件端口號(hào)是1-1.2:1.0，ttyUSB1設(shè)備的硬件端口號(hào)是1-1.3:1.0。

然后修改一下ttyUSBLink.rules文件，改為以下規(guī)則：

圖3.2 綁定硬件端口號(hào)udev規(guī)則

保存并退出后，重新拔插設(shè)備就可以看到生成的兩個(gè)軟鏈接：

圖3.3 udev規(guī)則效果

需要注意的是，這里涉及的硬件端口號(hào)對(duì)應(yīng)的是USB端口而不是USB端口上連接的設(shè)備。也就是說(shuō)，假如你有左右兩個(gè)USB端口，左邊USB端口的端口號(hào)是1-1.2:1.0，右邊USB端口的端口號(hào)是1-1.3:1.0。那么，插入左邊USB端口的設(shè)備對(duì)應(yīng)的軟鏈接就是modbus_device_1，插入右邊USB端口的設(shè)備對(duì)應(yīng)的軟鏈接就是modbus_device_2。

虹科--工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

虹科是一家在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT行業(yè)經(jīng)驗(yàn)超過(guò)3年的高科技公司，虹科與世界領(lǐng)域頂級(jí)公司包括EXOR、Eurotech、Unitronics、Matrikon、KUNBUS、VDOO、Esper等合作，提供先進(jìn)的高端工業(yè)4.0 工業(yè)觸摸屏、高端邊緣計(jì)算機(jī)、IoT開(kāi)發(fā)框架、PLC與HMI一體機(jī)、OPC UA、工業(yè)級(jí)樹(shù)莓派、VTSCADA、VDOO設(shè)備安全分析與防護(hù)平臺(tái)、安卓設(shè)備一站式管理平臺(tái)等解決方案。物聯(lián)網(wǎng)事業(yè)部所有成員都受過(guò)專業(yè)培訓(xùn)，并獲得專業(yè)資格認(rèn)證，平均3年+的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)和水平一致贏得客戶極好口碑。我們積極參與行業(yè)協(xié)會(huì)的工作，為推廣先進(jìn)技術(shù)的普及做出了重要貢獻(xiàn)。至今，虹科已經(jīng)為行業(yè)內(nèi)諸多用戶提供從硬件到軟件的不同方案，并參與和協(xié)助了眾多OEM的設(shè)備研發(fā)和移植項(xiàng)目，以及終端用戶的智能工廠和工業(yè)4.0升級(jí)改造項(xiàng)目。