iot-modbus物联网通讯协议

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iot-modbus 是一个物联网通讯协议。

• 基础架构采用Spring Boot2.x + Netty4.X + Maven3.6.x
• 日志采用 logback。
• 使用 netty 通讯实现 java 控制智能设备。
• 支持COM（串口）和TCP协议，支持服务端和客户端两种模式。
• 同时支持设备组多台设备高并发通讯。
• 采用工厂设计模式，代码采用继承和重写的方式实现高度封装，可作为SDK提供封装的接口，让具体的业务开发人员无需关心通讯协议的底层实现，直接调用接口即可使用。
• 实现了心跳、背光灯、扫码、刷卡、指静脉、温湿度和门锁（支持多锁）、LCD显示屏等指令控制、、三色报警灯控制。
• 代码注释丰富，包括上传和下发指令调用例子，非常容易上手。

版本说明

1. V1.0.0版本仅支持TCP服务端通讯模式；
2. V2.0.0版本支持TCP服务端和客户端两种模式，客户端模式还增加了心跳重连机制。
3. V3.0.0版本支持COM（串口）和TCP协议，增加logback日志按文件大小和时间切割输出。
4. V3.1.0版本代码优化，抽取公共模块子工程。
5. V3.2.0版本TCP通讯增加支持LCD显示屏控制指令，支持批量控制LCD显示屏。
6. V3.2.1版本串口通讯增加支持LCD显示屏控制指令，支持批量控制LCD显示屏。
7. V3.2.2版本串口通讯接收指令数据拆包处理代码优化，网口通讯增加支持三色报警灯控制指令。
8. V3.2.3版本串口通讯增加支持三色报警灯控制指令，串口通讯接收指令数据拆包处理代码优化。
9. V3.2.4版本使用netty集成Rxtx对串口数据进行数据拆包处理，并且对指静脉指令进行优化。

安装教程

1.  系统Windows7以上；
2.  安装Jdk1.8以上；
2.  安装Maven3.6以上；
3.  代码以Maven工程导入Eclipse或Idea。

使用说明

1. 工程结构说明：

• iot-modbus //物联网通讯父工程
• ├── doc //文档管理
• ├── iot-modbus-client //netty通讯客户端
• ├── iot-modbus-common //公共模块子工程
• ├── iot-modbus-netty //netty通讯子工程
• ├── iot-modbus-serialport //串口通讯子工程
• ├── iot-modbus-server //netty通讯服务端
• ├── iot-modbus-test //使用样例子工程
• └── tools //通讯指令调试工具

1. 配置文件查看iot-modbus-test子工程resources目录下的application.yml文件；
2. 启动文件查看iot-modbus-test子工程App.java文件；
3. 服务启动后，服务端端口默认为：8080，netty通讯端口默认为：4000；
4. 通讯指令调试工具，查看tools目录下的NetAssist.exe；
5. 通讯指令采用Hex编码（十六进制）；
6. 串口通讯依赖文件查看doc/serialport目录，Windows环境下rxtxParallel.dll和rxtxSerial.dll文件拷贝到JDK安装的bin目录下，Linux环境将librxtxParallel.so和librxtxSerial.so文件拷贝到JDK安装的bin目录下；
7. postman指令下发样例请查看doc/postman/通讯指令下发.postman_collection.json文件，包括门锁（单锁/多锁）、扫码、背光灯、LCD显示屏灯、三色报警灯指令。

指令格式

1.  以心跳指令（7E 04 00 BE 01 00 00 74 77 7F）作为样例说明，下标从0开始；
2.  第0位为起始符，长度固定占1个字节，固定格式：7E；
3.  第1、2位为数据长度，计算方法是从命令符到数据位（即：从3位到指令长度-3位），长度固定占2个字节，例如：04 00，表示长度为4；
4.  第3位为指令符，长度固定占1个字节，例如：BE，表示心跳指令；
5.  第4位为设备号，长度固定占1个字节，例如：01，表示设备号为1；
6.  第5位为层地址，长度固定占1个字节，例如：00，表示设备所有的层不执行；
7.  第6位为槽地址，长度固定占1个字节，例如：00，表示设备所有的槽不执行；
8.  指令长度-3位到-2位为校验位，采用CRC16_MODBUS（长度,命令,地址,数据）校验，例如：74 77，详细查看：ModbusCrc16Utils.java工具类；
9.  末位为结束符，长度固定占1个字节，固定格式：7F。

通讯指令

1.  心跳上传指令
- iot-modbus作为服务端，通过心跳来维持通讯，启动服务端后，打开NetAssist.exe指令调试工具，先往服务端发送心跳指令；
- 硬件往服务端发送：7E 04 00 BE 01 00 00 74 77 7F ，为必要指令。
2.  背光灯上传指令
- 硬件往服务端发送：7E 05 00 88 01 00 00 00 AF E3 7F 
3.  扫码指令下发
- 服务端往硬件下发：7E 05 00 08 01 00 00 01 6F FD 7F 
- 第7位为数据位，长度固定占1个字节，例如：01，表示开开启扫码头。
4.  扫码指令上传
- 硬件往服务端发送：7E 24 00 8F 01 00 00 03 45 30 30 34 30 31 30 38 32 38 30 32 41 36 39 33 0D 02 00 00 01 02 13 73 02 00 00 01 02 13 73 9B 79 7F
- 数据为：03 45 30 30 34 30 31 30 38 32 38 30 32 41 36 39 33 0D 02 00 00 01 02 13 73 02 00 00 01 02 13 73为条码信息。
5.  刷卡指令上传
- 硬件往服务端发送：7E 08 00 84 01 00 00 86 14 AE 02 7C 53 7F 
- 数据位：86 14 AE 02为卡号信息。
6.  单开锁下发指令
- 服务端往硬件下发：7E 05 00 03 01 00 00 01 CA 3C 7F
- 第7位为数据位，长度固定占1个字节，例如：01，表示开1号锁。
7.  多开锁下发指令
- 服务端往硬件下发：7E 08 00 03 FF FF FF 01 00 02 01 7F B0 7F 
- FF FF FF为指令做兼容填补位，后面 01 00 02 01是数据位，其中：01表示1号锁，00表示上锁；02表示2号锁，01表示开锁。
8.  锁状态上传指令
- 硬件往服务端发送：7E 0D 00 83 01 00 00 FF FF FF 01 00 05 02 00 01 EE 99 7F 
- FF FF FF为指令做兼容填补位，后面 01 00 05 02 00 01是数据位，其中：01表示1号锁，00表示上锁，05表示传感器状态码；02表示2号锁，00表示上锁，01表示传感器状态码。

1. 指静脉和温湿度指令（不作说明，详细查看代码）；
2. LCD显示屏批量控制下发指令（不作说明，详细查看代码）；
3. 三色报警灯控制下发指令（不作说明，详细查看代码）。

开源项目

- gitee地址：https://gitee.com/takeoff/iot-modbus

- github地址：https://github.com/luorongxi/iot-modbus