mirror of
https://gitee.com/zhijiantianya/ruoyi-vue-pro.git
synced 2026-03-22 05:07:17 +08:00
feat：【iot】modbus-tcp 协议接入 40%：1）优化包结构；2）增加 ModbusTcpSlaveSimulatorTest 模拟从站设备
This commit is contained in:
YunaiV
@@ -22,6 +22,7 @@ import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
|
||||
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
|
||||
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;
|
||||
|
||||
import java.math.BigDecimal;
|
||||
import java.util.ArrayList;
|
||||
import java.util.List;
|
||||
import java.util.Map;
|
||||
@@ -74,6 +75,11 @@ public class IoTDeviceApiImpl implements IotDeviceCommonApi {
|
||||
@PostMapping(RpcConstants.RPC_API_PREFIX + "/iot/modbus/enabled-configs")
|
||||
@PermitAll
|
||||
public CommonResult<List<IotModbusDeviceConfigRespDTO>> getEnabledModbusDeviceConfigs() {
|
||||
// TODO @芋艿：临时 mock 数据，用于测试 ModbusTcpSlaveSimulator
|
||||
if (true) {
|
||||
return success(buildMockModbusConfigs());
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 1. 获取所有启用的 Modbus 连接配置
|
||||
List<IotDeviceModbusConfigDO> configList = modbusConfigService.getEnabledDeviceModbusConfigList();
|
||||
if (CollUtil.isEmpty(configList)) {
|
||||
@@ -105,4 +111,74 @@ public class IoTDeviceApiImpl implements IotDeviceCommonApi {
|
||||
return success(result);
|
||||
}
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* 构建 Mock Modbus 配置，对接 ModbusTcpSlaveSimulator
|
||||
*
|
||||
* 设备：productKey=4aymZgOTOOCrDKRT, deviceName=small
|
||||
* 物模型字段：width, height, oneThree
|
||||
*/
|
||||
private List<IotModbusDeviceConfigRespDTO> buildMockModbusConfigs() {
|
||||
List<IotModbusDeviceConfigRespDTO> configs = new ArrayList<>();
|
||||
|
||||
// 设备配置
|
||||
IotModbusDeviceConfigRespDTO config = new IotModbusDeviceConfigRespDTO();
|
||||
config.setDeviceId(1L);
|
||||
config.setProductKey("4aymZgOTOOCrDKRT");
|
||||
config.setDeviceName("small");
|
||||
config.setIp("127.0.0.1");
|
||||
config.setPort(5020); // 对应 ModbusTcpSlaveSimulator 的端口
|
||||
config.setSlaveId(1);
|
||||
config.setTimeout(3000);
|
||||
config.setRetryInterval(5000);
|
||||
|
||||
// 点位配置（对应物模型字段：width, height, oneThree）
|
||||
List<IotModbusPointRespDTO> points = new ArrayList<>();
|
||||
|
||||
// 点位 1：width - 读取保持寄存器地址 0（功能码 03）
|
||||
IotModbusPointRespDTO point1 = new IotModbusPointRespDTO();
|
||||
point1.setId(1L);
|
||||
point1.setIdentifier("width");
|
||||
point1.setName("宽度");
|
||||
point1.setFunctionCode(3); // 读保持寄存器
|
||||
point1.setRegisterAddress(0);
|
||||
point1.setRegisterCount(1);
|
||||
point1.setByteOrder("AB");
|
||||
point1.setRawDataType("INT16");
|
||||
point1.setScale(BigDecimal.ONE);
|
||||
point1.setPollInterval(3000); // 3 秒轮询
|
||||
points.add(point1);
|
||||
|
||||
// 点位 2：height - 读取保持寄存器地址 1（功能码 03）
|
||||
IotModbusPointRespDTO point2 = new IotModbusPointRespDTO();
|
||||
point2.setId(2L);
|
||||
point2.setIdentifier("height");
|
||||
point2.setName("高度");
|
||||
point2.setFunctionCode(3); // 读保持寄存器
|
||||
point2.setRegisterAddress(1);
|
||||
point2.setRegisterCount(1);
|
||||
point2.setByteOrder("AB");
|
||||
point2.setRawDataType("INT16");
|
||||
point2.setScale(BigDecimal.ONE);
|
||||
point2.setPollInterval(3000); // 3 秒轮询
|
||||
points.add(point2);
|
||||
|
||||
// 点位 3：oneThree - 读取保持寄存器地址 2（功能码 03）
|
||||
IotModbusPointRespDTO point3 = new IotModbusPointRespDTO();
|
||||
point3.setId(3L);
|
||||
point3.setIdentifier("oneThree");
|
||||
point3.setName("一三");
|
||||
point3.setFunctionCode(3); // 读保持寄存器
|
||||
point3.setRegisterAddress(2);
|
||||
point3.setRegisterCount(1);
|
||||
point3.setByteOrder("AB");
|
||||
point3.setRawDataType("INT16");
|
||||
point3.setScale(BigDecimal.ONE);
|
||||
point3.setPollInterval(3000); // 3 秒轮询
|
||||
points.add(point3);
|
||||
|
||||
config.setPoints(points);
|
||||
configs.add(config);
|
||||
return configs;
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
@@ -7,6 +7,13 @@ import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.emqx.IotEmqxUpstreamProtocol
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.http.IotHttpDownstreamSubscriber;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.http.IotHttpUpstreamProtocol;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.*;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.client.IotModbusTcpClient;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.codec.IotModbusDataConverter;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpConfigCacheService;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpConnectionManager;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpPollScheduler;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.router.IotModbusTcpDownstreamHandler;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.router.IotModbusTcpUpstreamHandler;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.mqtt.IotMqttDownstreamSubscriber;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.mqtt.IotMqttUpstreamProtocol;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.mqtt.manager.IotMqttConnectionManager;
|
||||
|
||||
@@ -4,6 +4,7 @@ import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.messagebus.core.IotMessageBus;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.messagebus.core.IotMessageSubscriber;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.mq.message.IotDeviceMessage;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.util.IotDeviceMessageUtils;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.router.IotModbusTcpDownstreamHandler;
|
||||
import jakarta.annotation.PostConstruct;
|
||||
import lombok.RequiredArgsConstructor;
|
||||
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
|
||||
|
||||
@@ -2,6 +2,10 @@ package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusDeviceConfigRespDTO;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.config.IotGatewayProperties;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpConfigCacheService;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpConnectionManager;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpPollScheduler;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.router.IotModbusTcpUpstreamHandler;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.service.device.message.IotDeviceMessageService;
|
||||
import io.vertx.core.Vertx;
|
||||
import jakarta.annotation.PostConstruct;
|
||||
|
||||
@@ -1,7 +1,8 @@
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.client;
|
||||
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusPointRespDTO;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.enums.IotModbusFunctionCodeEnum;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpConnectionManager;
|
||||
import com.ghgande.j2mod.modbus.io.ModbusTCPTransaction;
|
||||
import com.ghgande.j2mod.modbus.msg.*;
|
||||
import com.ghgande.j2mod.modbus.procimg.InputRegister;
|
||||
@@ -12,7 +13,9 @@ import io.vertx.core.Future;
|
||||
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* IoT Modbus TCP 客户端，负责：
|
||||
* IoT Modbus TCP 客户端
|
||||
* <p>
|
||||
* 封装 Modbus 协议读写操作：
|
||||
* 1. 封装 Modbus 读/写操作
|
||||
* 2. 根据功能码，执行对应的 Modbus 请求
|
||||
*
|
||||
@@ -1,4 +1,4 @@
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.codec;
|
||||
|
||||
import cn.hutool.core.util.ArrayUtil;
|
||||
import cn.hutool.core.util.ObjectUtil;
|
||||
@@ -14,7 +14,9 @@ import java.nio.ByteBuffer;
|
||||
import java.nio.ByteOrder;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* IoT Modbus 数据转换器，负责：
|
||||
* IoT Modbus 数据转换器
|
||||
* <p>
|
||||
* 负责 Modbus 原始寄存器值与物模型属性值的相互转换：
|
||||
* 1. 将 Modbus 原始寄存器值转换为物模型属性值
|
||||
* 2. 将物模型属性值转换为 Modbus 原始寄存器值
|
||||
*
|
||||
@@ -1,4 +1,4 @@
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager;
|
||||
|
||||
import cn.iocoder.yudao.framework.common.pojo.CommonResult;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.IotDeviceCommonApi;
|
||||
@@ -1,4 +1,4 @@
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager;
|
||||
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusDeviceConfigRespDTO;
|
||||
import com.ghgande.j2mod.modbus.net.TCPMasterConnection;
|
||||
@@ -16,7 +16,9 @@ import java.util.Map;
|
||||
import java.util.concurrent.ConcurrentHashMap;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* IoT Modbus TCP 连接管理器，负责：
|
||||
* IoT Modbus TCP 连接管理器
|
||||
* <p>
|
||||
* 统一管理 Modbus TCP 连接：
|
||||
* 1. 管理 TCP 连接（相同 ip:port 共用连接）
|
||||
* 2. 分布式锁管理（连接级别），避免多节点重复创建连接
|
||||
* 3. 连接重试和故障恢复
|
||||
@@ -1,8 +1,10 @@
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager;
|
||||
|
||||
import cn.hutool.core.collection.CollUtil;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusDeviceConfigRespDTO;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusPointRespDTO;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.router.IotModbusTcpUpstreamHandler;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.client.IotModbusTcpClient;
|
||||
import io.vertx.core.Vertx;
|
||||
import lombok.AllArgsConstructor;
|
||||
import lombok.Data;
|
||||
@@ -0,0 +1,9 @@
|
||||
/**
|
||||
* Modbus TCP 协议实现包
|
||||
* <p>
|
||||
* 提供基于 j2mod 的 Modbus TCP 主站（Master）功能，支持：
|
||||
* 1. 定时轮询 Modbus 从站设备数据
|
||||
* 2. 下发属性设置命令到从站设备
|
||||
* 3. 数据格式转换（寄存器值 ↔ 物模型属性值）
|
||||
*/
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
@@ -1,10 +1,14 @@
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.router;
|
||||
|
||||
import cn.hutool.core.collection.CollUtil;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusDeviceConfigRespDTO;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusPointRespDTO;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.enums.IotModbusFunctionCodeEnum;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.mq.message.IotDeviceMessage;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.codec.IotModbusDataConverter;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.client.IotModbusTcpClient;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpConfigCacheService;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.manager.IotModbusTcpConnectionManager;
|
||||
import lombok.RequiredArgsConstructor;
|
||||
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
|
||||
|
||||
@@ -34,6 +38,7 @@ public class IotModbusTcpDownstreamHandler {
|
||||
@SuppressWarnings("unchecked")
|
||||
public void handle(IotDeviceMessage message) {
|
||||
// 1.1 检查是否是属性设置消息
|
||||
// TODO @AI：要使用枚举
|
||||
if (!"thing.service.property.set".equals(message.getMethod())) {
|
||||
log.debug("[handle][忽略非属性设置消息: {}]", message.getMethod());
|
||||
return;
|
||||
@@ -1,13 +1,15 @@
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.router;
|
||||
|
||||
import cn.hutool.core.map.MapUtil;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusDeviceConfigRespDTO;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.biz.dto.IotModbusPointRespDTO;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.enums.IotDeviceMessageMethodEnum;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.core.mq.message.IotDeviceMessage;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp.codec.IotModbusDataConverter;
|
||||
import cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.service.device.message.IotDeviceMessageService;
|
||||
import lombok.Setter;
|
||||
import lombok.extern.slf4j.Slf4j;
|
||||
|
||||
import java.util.HashMap;
|
||||
import java.util.Map;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
@@ -46,9 +48,8 @@ public class IotModbusTcpUpstreamHandler {
|
||||
log.debug("[handleReadResult][设备={}, 属性={}, 原始值={}, 转换值={}]",
|
||||
config.getDeviceId(), point.getIdentifier(), rawValue, convertedValue);
|
||||
// 1.2 构造属性上报消息
|
||||
Map<String, Object> params = new HashMap<>();
|
||||
params.put(point.getIdentifier(), convertedValue);
|
||||
IotDeviceMessage message = IotDeviceMessage.requestOf("thing.event.property.post", params);
|
||||
Map<String, Object> params = MapUtil.of(point.getIdentifier(), convertedValue);
|
||||
IotDeviceMessage message = IotDeviceMessage.requestOf(IotDeviceMessageMethodEnum.PROPERTY_POST.getMethod(), params);
|
||||
|
||||
// 2. 发送到消息总线
|
||||
messageService.sendDeviceMessage(message, config.getProductKey(),
|
||||
@@ -0,0 +1,96 @@
|
||||
package cn.iocoder.yudao.module.iot.gateway.protocol.modbustcp;
|
||||
|
||||
import com.ghgande.j2mod.modbus.procimg.*;
|
||||
import com.ghgande.j2mod.modbus.slave.ModbusSlave;
|
||||
import com.ghgande.j2mod.modbus.slave.ModbusSlaveFactory;
|
||||
|
||||
/**
|
||||
* Modbus TCP 从站模拟器
|
||||
*
|
||||
* 用于测试 Modbus TCP 网关的连接和数据读写功能
|
||||
*
|
||||
* @author 芋道源码
|
||||
*/
|
||||
public class ModbusTcpSlaveSimulatorTest {
|
||||
|
||||
private static final int PORT = 5020;
|
||||
private static final int SLAVE_ID = 1;
|
||||
|
||||
@SuppressWarnings({"InfiniteLoopStatement", "BusyWait", "CommentedOutCode"})
|
||||
public static void main(String[] args) throws Exception {
|
||||
// 1. 创建进程映像（Process Image），存储寄存器数据
|
||||
SimpleProcessImage spi = new SimpleProcessImage(SLAVE_ID);
|
||||
|
||||
// 2.1 初始化线圈（Coil，功能码 01/05）- 离散输出，可读写
|
||||
// 地址 0-9，共 10 个线圈
|
||||
for (int i = 0; i < 10; i++) {
|
||||
spi.addDigitalOut(new SimpleDigitalOut(i % 2 == 0)); // 交替 true/false
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 2.2 初始化离散输入（Discrete Input，功能码 02）- 只读
|
||||
// 地址 0-9，共 10 个离散输入
|
||||
for (int i = 0; i < 10; i++) {
|
||||
spi.addDigitalIn(new SimpleDigitalIn(i % 3 == 0)); // 每 3 个一个 true
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 2.3 初始化保持寄存器（Holding Register，功能码 03/06/16）- 可读写
|
||||
// 地址 0-19，共 20 个寄存器
|
||||
for (int i = 0; i < 20; i++) {
|
||||
spi.addRegister(new SimpleRegister(i * 100)); // 值为 0, 100, 200, ...
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 2.4 初始化输入寄存器（Input Register，功能码 04）- 只读
|
||||
// 地址 0-19，共 20 个寄存器
|
||||
SimpleInputRegister[] inputRegisters = new SimpleInputRegister[20];
|
||||
for (int i = 0; i < 20; i++) {
|
||||
inputRegisters[i] = new SimpleInputRegister(i * 10 + 1); // 值为 1, 11, 21, ...
|
||||
spi.addInputRegister(inputRegisters[i]);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 3.1 创建 Modbus TCP 从站
|
||||
ModbusSlave slave = ModbusSlaveFactory.createTCPSlave(PORT, 5);
|
||||
slave.addProcessImage(SLAVE_ID, spi);
|
||||
// 3.2 启动从站
|
||||
slave.open();
|
||||
|
||||
System.out.println("===================================================");
|
||||
System.out.println("Modbus TCP 从站模拟器已启动");
|
||||
System.out.println("端口: " + PORT);
|
||||
System.out.println("从站地址 (Slave ID): " + SLAVE_ID);
|
||||
System.out.println("===================================================");
|
||||
System.out.println("可用寄存器:");
|
||||
System.out.println(" - 线圈 (Coil, 功能码 01/05): 地址 0-9");
|
||||
System.out.println(" - 离散输入 (Discrete Input, 功能码 02): 地址 0-9");
|
||||
System.out.println(" - 保持寄存器 (Holding Register, 功能码 03/06/16): 地址 0-19");
|
||||
System.out.println(" - 输入寄存器 (Input Register, 功能码 04): 地址 0-19");
|
||||
System.out.println("===================================================");
|
||||
System.out.println("按 Ctrl+C 停止模拟器");
|
||||
|
||||
// 4. 添加关闭钩子
|
||||
Runtime.getRuntime().addShutdownHook(new Thread(() -> {
|
||||
System.out.println("\n正在关闭模拟器...");
|
||||
slave.close();
|
||||
System.out.println("模拟器已关闭");
|
||||
}));
|
||||
|
||||
// 5. 保持运行，定时更新输入寄存器模拟数据变化
|
||||
int counter = 0;
|
||||
while (true) {
|
||||
Thread.sleep(5000); // 每 5 秒更新一次
|
||||
counter++;
|
||||
|
||||
// 更新输入寄存器的值，模拟传感器数据变化
|
||||
for (int i = 0; i < 20; i++) {
|
||||
int newValue = (i * 10 + 1) + counter;
|
||||
inputRegisters[i].setValue(newValue);
|
||||
}
|
||||
|
||||
// 更新保持寄存器的第一个值
|
||||
spi.getRegister(0).setValue(counter * 100);
|
||||
// System.out.println("[" + java.time.LocalTime.now() + "] 数据已更新, counter=" + counter
|
||||
// + ", 保持寄存器[0]=" + (counter * 100)
|
||||
// + ", 输入寄存器[0]=" + (1 + counter));
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
}
|
||||
Reference in New Issue
Block a user