Modbus RTU 转 TCP 网关实战：大型厂房多传感器组网通讯调试经验

厂区环网（光纤）
    │
    ├── 核心交换机
    │       │
    │       ├── 网关 1 (192.168.10.10) ── RS485 总线 A ── 传感器 1~32
    │       ├── 网关 2 (192.168.10.11) ── RS485 总线 B ── 传感器 33~64
    │       ├── 网关 3 (192.168.10.12) ── RS485 总线 C ── 传感器 65~96
    │       └── ... 共 8 台网关
    │
    └── 动环平台（Modbus TCP Client）

第 1 步：硬件安装
  → DIN 导轨安装，固定牢固
  → RS485 接线：A 接 A，B 接 B，屏蔽层单点接地
  → 终端电阻：总线两端各接 120Ω
  → 偏置电阻：A 线上拉，B 线下拉（可选，但推荐）

第 2 步：网络配置
  → 用厂家配置工具或 Web 界面
  → 设置 IP、子网掩码、网关
  → 设置 Modbus TCP 端口（默认 502）
  → 设置工作模式：TCP Server 或 TCP Client

第 3 步：串口参数配置
  → 波特率：9600
  → 数据位：8
  → 停止位：1
  → 校验：None
  → 流控：None

第 4 步：协议映射配置
  → RTU 从站 ID 映射：1→1, 2→2, ..., 32→32
  → 或直接透明传输，由平台指定从站 ID

第 5 步：保存并重启
  → 确认配置保存成功
  → 重启网关，等待启动完成

□ 网关上电，观察电源灯、运行灯
□ Ping 网关 IP，确认网络可达
□ Telnet/nc 测试 502 端口，确认 TCP 可达
□ 用 Modbus Poll 连接网关，读取从站 1 的数据
□ 逐台读取所有从站，确认数据正确
□ 用 Wireshark 抓包，确认 Modbus TCP 通信正常

import asyncio
from pymodbus.client import AsyncModbusTcpClient

async def test_gateway(gateway_ip, slave_ids, port=502):
    """测试单个网关下的所有从站"""
    client = AsyncModbusTcpClient(gateway_ip, port=port, timeout=2.0)
    await client.connect()
    
    if not client.connected:
        print(f"❌ 网关 {gateway_ip} 连接失败")
        return
    
    print(f"\n✅ 网关 {gateway_ip} 连接成功")
    
    for slave_id in slave_ids:
        try:
            resp = await client.read_holding_registers(0, count=2, slave=slave_id)
            if resp.isError():
                print(f"  ❌ 从站 {slave_id}: 读取失败")
            else:
                temp = resp.registers[0] * 0.1
                humid = resp.registers[1] * 0.1
                print(f"  ✅ 从站 {slave_id}: 温度={temp}℃, 湿度={humid}%RH")
        except Exception as e:
            print(f"  ❌ 从站 {slave_id}: 异常 {e}")
    
    await client.close()

async def batch_test_gateways(gateways):
    """批量测试所有网关"""
    tasks = []
    for gw in gateways:
        tasks.append(test_gateway(gw['ip'], gw['slaves']))
    await asyncio.gather(*tasks, return_exceptions=True)

# 网关配置
gateways = [
    {'ip': '192.168.10.10', 'slaves': range(1, 33)},
    {'ip': '192.168.10.11', 'slaves': range(1, 33)},
    {'ip': '192.168.10.12', 'slaves': range(1, 33)},
    # ... 更多网关
]

asyncio.run(batch_test_gateways(gateways))

□ 用 USB 转 RS485 工具直接连接总线
□ 用 Modbus Poll 选择 Serial 模式
□ 设置相同的串口参数（9600/8/N/1）
□ 逐台读取从站，确认 RTU 通信正常
□ 对比网关 TCP 读取值和串口 RTU 读取值

平台读不到数据
    │
    ├── Ping 网关 IP 不通
    │       → 检查网线、交换机端口、IP 配置
    │
    ├── Ping 通但 TCP 502 不通
    │       → 检查网关是否启用 Modbus TCP
    │       → 检查防火墙/ACL
    │
    ├── TCP 连接成功但读不到数据
    │       ├── 从站 ID 错误
    │       │       → 确认从站 ID 映射配置
    │       │
    │       ├── 串口参数不匹配
    │       │       → 确认波特率、数据位、停止位、校验
    │       │
    │       └── RS485 总线故障
    │               → 检查终端电阻、偏置电阻
    │               → 检查 A/B 线是否接反
    │               → 检查屏蔽层接地
    │               → 用 USB 转 485 直接抓 RTU 数据
    │
    └── 数据跳变/异常大值
            → 终端电阻缺失导致信号反射
            → 波特率过高导致误码
            → 电磁干扰（远离动力线）