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pyserial和pymodbus

article 2025/1/25 4:41:49

pyserial和pymodubus

pyserial 和 pymodbus 是两个常用的 Python 库，分别用于串行通讯和 Modbus 协议通讯，广泛应用于与硬件设备（如传感器、PLC、RS-485 转串行设备等）进行数据交换。

pyserial

pyserial 是一个用于与串行端口（如 RS-232、RS-485 转 USB 适配器）进行通讯的 Python 库。它支持通过串行端口与硬件设备进行数据传输，适用于大多数基于串行接口的设备。
核心功能
打开串行端口：与指定的串行端口（如 /dev/ttyUSB0）进行连接。
读取/写入数据：可以发送和接收字节数据，支持同步和异步通讯。
配置串行端口：设置波特率、数据位、停止位、校验位等。
数据流控制：支持流控制（如 XON/XOFF、RTS/CTS）。

安装 pyserial
你可以通过 pip 安装 pyserial：

pip install pyserial

示例代码
以下是一个简单的 pyserial 示例，展示如何通过串行端口发送和接收数据：

import serial
import time

打开串行端口（比如 /dev/ttyUSB0）

ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=1)  # 设置波特率为 9600，超时为 1 秒

向串行端口写数据

ser.write(b'Hello, RS-485!\n')  # 向设备发送字节数据

读取串行端口接收到的数据

while True:
    if ser.in_waiting > 0:  # 如果有数据可读
        data = ser.readline()  # 读取一行数据
        print("Received:", data.decode())  # 解码并打印接收到的数据
        break

ser.close()  # 关闭串行端口

常见配置项
baudrate：波特率，例如 9600, 115200 等。
timeout：读取数据的超时时间（秒）。
parity：校验位，常用选项：serial.PARITY_NONE（无校验）、serial.PARITY_EVEN（偶校验）等。
stopbits：停止位，常用值是 1 或 2。

pymodbus

pymodbus 是一个用于 Modbus 协议通讯的 Python 库。Modbus 是一种广泛使用的通讯协议，尤其在工业自动化、PLC 控制系统、传感器和智能电表等领域中被广泛应用。pymodbus 支持 Modbus RTU 和 Modbus TCP 协议，能够让你方便地与支持 Modbus 协议的设备进行通讯。

核心功能
支持 Modbus RTU 和 TCP：可以通过串行（RS-485）或以太网（TCP/IP）与设备通讯。
功能码支持：支持 Modbus 主要的功能码（如读取和写入离散输入、保持寄存器等）。
支持客户端和服务器模式：可以创建 Modbus 客户端和服务器应用。
数据类型支持：支持 Modbus 寄存器类型（如 16 位寄存器、离散输入、线圈等）。
安装 pymodbus
你可以通过 pip 安装 pymodbus：
pip install pymodbus
示例代码（Modbus RTU）
以下是一个使用 pymodbus 进行 Modbus RTU 通讯的简单示例，展示如何使用串行接口通过 Modbus 协议与设备交换数据：
from pymodbus.client.sync import ModbusSerialClient as ModbusClient

创建 Modbus RTU 客户端（串行通讯）

client = ModbusClient(method='rtu', port='/dev/ttyUSB0', baudrate=9600)
client.connect()

读取保持寄存器（假设设备地址为 1，读取从寄存器 0 开始的 2 个寄存器）

result = client.read_holding_registers(0, 2, unit=1)

if result.isError():
    print("Error reading registers:", result)
else:
    print("Registers:", result.registers)  # 输出读取到的寄存器值

关闭连接

client.close()
示例代码（Modbus TCP）
如果你使用的是 Modbus TCP（即通过以太网连接设备），可以像这样配置客户端：
from pymodbus.client.sync import ModbusTcpClient

创建 Modbus TCP 客户端（通过 IP 地址连接）

client = ModbusTcpClient('192.168.1.100', port=502)
client.connect()

读取保持寄存器

result = client.read_holding_registers(0, 2, unit=1)

if result.isError():
    print("Error reading registers:", result)
else:
    print("Registers:", result.registers)

client.close()

常用功能
read_coils：读取线圈（数字输出）。
read_discrete_inputs：读取离散输入（数字输入）。
read_holding_registers：读取保持寄存器（通常用于存储模拟量数据）。
write_coils：写入线圈。
write_registers：写入保持寄存器。

pyserial 与 pymodbus 的关系

pyserial 主要负责低层的串行通讯，允许你通过 RS-485、RS-232 等串行端口进行数据传输。
pymodbus 是一个应用层协议，专门用于与支持 Modbus 协议的设备进行交互。它可以通过 pyserial 来使用串行端口进行 Modbus RTU 通讯，或者通过 TCP/IP 进行 Modbus TCP 通讯。
因此，如果你要使用 Modbus RTU 通过串行口与设备通讯，你需要先用 pyserial 设置好串行端口，再通过 pymodbus 进行 Modbus 协议的高层通讯。

总结

pyserial：提供与串行设备（如 RS-485 转 USB）进行通讯的基础支持，适合做低层的串行通讯。
pymodbus：提供实现 Modbus 协议的支持，适用于与工业设备和传感器之间的通讯，支持 RTU 和 TCP 两种模式。
你可以根据需求结合这两个库，首先用 pyserial 打开串行端口，然后用 pymodbus 实现与 Modbus 设备的高层通讯。

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