Skip to content

README-RU.md

Latest commit

 

History

History
328 lines (248 loc) · 10.8 KB

README-RU.md

File metadata and controls

328 lines (248 loc) · 10.8 KB

modbus_slave — Эмулятор Modbus RTU Slave

Эмулирует до 30 независимых Modbus RTU slave устройств на одном последовательном порту.
Каждое устройство отвечает на FC03 (Read Holding Registers) — 20 регистров.

Значения регистров могут быть:

  • Из файла — текстовый файл, обновляемый внешним скриптом (реальные данные датчиков: I2C, 1-Wire, sysfs и т.д.)
  • Случайные — случайные uint16 значения (тестирование шины, проверка таймаутов мастера)

Работает на Linux (x86_64, aarch64) и Windows (x64).
Создан для встраиваемых систем — один статический бинарь, без зависимостей, без записи на SD карту (tmpfs).

Структура репозитория

modbus_slave/
├── bin/
│   ├── modbus_slave          # Linux x86_64 бинарь
│   ├── modbus_slave_aarch64  # Linux aarch64 статический бинарь (NAPI2, RK3568, RPi)
│   └── modbus_slave.exe      # Windows x64 бинарь
├── service/
│   └── modbus_slave.service  # systemd unit файл
└── src/
    ├── modbus_core.h         # Платформонезависимая логика Modbus
    ├── modbus_slave.c        # Linux платформа (termios, fork, syslog)
    └── modbus_slave_win.c    # Windows платформа (Win32 API)

Сборка

Linux x86_64

gcc -O2 -Wall -o bin/modbus_slave src/modbus_slave.c

Linux aarch64 (статический — для NAPI2, RK3568, Raspberry Pi)

aarch64-linux-gnu-gcc -O2 -Wall -static -o bin/modbus_slave_aarch64 src/modbus_slave.c

Windows x64 (кросс-компиляция с Linux)

x86_64-w64-mingw32-gcc -O2 -Wall -o bin/modbus_slave.exe src/modbus_slave_win.c

Windows x64 (нативно в MinGW / MSYS2)

gcc -O2 -Wall -o modbus_slave.exe src/modbus_slave_win.c

Windows x64 (MSVC)

cl /O2 src\modbus_slave_win.c

Использование

Linux

modbus_slave -p <порт> -b <скорость> [-a <n>] [-o <режим>] [-f <id>:<файл>] [-t <сек>] [-d]
modbus_slave -k
modbus_slave -s

Windows

modbus_slave.exe -p <порт> -b <скорость> [-a <n>] [-o <режим>] [-f <id>:<файл>] [-t <сек>] [-bg]
modbus_slave.exe -k
modbus_slave.exe -s

Опции

Опция Описание
-p <порт> Последовательный порт. Linux: /dev/ttyUSB0, /dev/ttyS7. Windows: COM3, \\.\COM10
-b <скорость> Скорость: 1200..921600
-a <n> Количество slave устройств: 1..30 (по умолчанию 1). ID назначаются 1..n
-o <режим> Параметры порта: 8N1 8E1 8O1 7E1 8N2 (по умолчанию 8N1)
-f <id>:<файл> Привязать файл регистров к slave <id>. Можно указывать несколько раз. Slave без -f использует случайные значения
-t <сек> Максимальный возраст файла в секундах (по умолчанию 10). Устаревший файл → нули. -t 0 отключает проверку
-d (Linux) Запустить как демон. Логи → syslog
-bg (Windows) Запустить в фоне. Логи → C:\temp\modbus_slave.log
-k Остановить запущенный демон / фоновый процесс
-s Показать статус демона

Формат файла регистров

Одно целое число без знака (0..65535) на строку, до 20 строк.
Недостающие строки → значение регистра 0.
Файл отсутствует → все регистры 0.

Пример /tmp/sensor1.dat:

4523
1013
0
0
0
0
0
0
0
0

4523 = 45.23 °C (соглашение: температура × 100)

Атомарное обновление (Linux — tmpfs, SD карта не пишется)

printf "4523\n1013\n" > /tmp/s1.tmp && mv /tmp/s1.tmp /tmp/s1.dat

Атомарное обновление (Windows)

echo 4523 > C:\temp\s1.tmp
echo 1013 >> C:\temp\s1.tmp
move /Y C:\temp\s1.tmp C:\temp\s1.dat

Примеры

1. Простейший — один датчик, случайные значения

# сервер
./modbus_slave -p /dev/ttyUSB0 -b 115200

# клиент
mbpoll -m rtu -b 115200 -P none -a 1 -r 1 -c 20 /dev/ttyUSB0

2. Пять датчиков, все случайные (ID 1..5)

# сервер
./modbus_slave -p /dev/ttyUSB0 -b 115200 -a 5

# клиент — опрос датчика с ID 3
mbpoll -m rtu -b 115200 -P none -a 3 -r 1 -c 20 /dev/ttyUSB0

3. Два датчика с реальными данными, остальные случайные

# сервер — датчики 1,2 из файлов; датчики 3,4,5 случайные
./modbus_slave -p /dev/ttyUSB0 -b 115200 -a 5 \
    -f 1:/tmp/cpu.dat \
    -f 2:/tmp/time.dat

# клиент
mbpoll -m rtu -b 115200 -P none -a 1 -r 1 -c 20 /dev/ttyUSB0

4. NAPI2 — RS-485, режим демона

# сервер
./modbus_slave -d -p /dev/ttyS7 -b 115200 -a 10 \
    -f 1:/tmp/cpu.dat \
    -t 15

# клиент (с PC через RS-485 адаптер)
mbpoll -m rtu -b 115200 -P none -a 1 -r 1 -c 20 /dev/ttyUSB0

# логи
journalctl -t modbus_slave -f

5. Windows — 3 датчика

# сервер
modbus_slave.exe -p COM4 -b 115200 -a 3 -f 1:C:\temp\s1.dat -f 2:C:\temp\s2.dat

# клиент
mbpoll -m rtu -b 115200 -P none -a 1 -r 1 -c 20 COM4

6. Windows — фоновый режим

modbus_slave.exe -bg -p COM4 -b 115200 -a 3 -f 1:C:\temp\s1.dat
modbus_slave.exe -s
modbus_slave.exe -k

Формат лога

Статистика выводится каждые 60 секунд с меткой времени, счётчиком за интервал и разбивкой по каждому датчику с указанием источника данных:

[2026-03-31 14:25:00] stats: slaves=3  interval_ok=180 interval_err=0  total_ok=3600 total_err=0
  id=1   ok=60     src=file/tmp/cpu.dat
  id=2   ok=60     src=file/tmp/time.dat
  id=3   ok=60     src=random

Если файл регистров устарел (не обновлялся дольше -t секунд):

file /tmp/cpu.dat is stale (45s > 10s), returning zeros

Вспомогательные скрипты (Linux)

Температура ядер CPU → регистры Modbus

chmod +x scripts/cpu_temp_to_modbus.sh
./scripts/cpu_temp_to_modbus.sh /tmp/cpu.dat 5 &

Читает из /sys/class/thermal/thermal_zone*/temp.
Значение в регистре: °C × 100 (например 4523 = 45.23 °C).

Текущее время → регистры Modbus

chmod +x scripts/time_to_modbus.sh
./scripts/time_to_modbus.sh /tmp/time.dat 1 &
Регистр Значение Диапазон
0 Часы 0..23
1 Минуты 0..59
2 Секунды 0..59
3 День 1..31
4 Месяц 1..12
5 Год 2025..
6 День недели 1=Пн..7=Вс
7..19 Резерв 0

systemd сервис (Linux)

sudo cp bin/modbus_slave /usr/local/bin/
sudo cp service/modbus_slave.service /etc/systemd/system/
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable modbus_slave
sudo systemctl start modbus_slave

Отредактируй /etc/systemd/system/modbus_slave.service — укажи нужный порт, скорость и файлы -f.

# Просмотр логов
journalctl -u modbus_slave -f

Защита от устаревших данных

Если скрипт-источник данных упал, файл регистров перестаёт обновляться.
Без защиты мастер будет бесконечно читать устаревшие значения.

С параметром -t 10 (по умолчанию): если файл не обновлялся более 10 секунд,
все его регистры возвращают ноль — неисправность сразу видна мастеру.

file /tmp/cpu.dat is stale (45s > 10s), returning zeros

Отключить: -t 0 (если файлы обновляются редко).

Детали протокола

Параметр Значение
Протокол Modbus RTU
Поддерживаемые FC FC03 — Read Holding Registers
Количество регистров 20 на slave (адреса 0..19)
Максимум устройств 30 (ID 1..30)
Разделитель фреймов 10 мс тишина между символами
CRC CRC16 (полином 0xA001)

Протестировано на

Платформа ОС Примечание
x86_64 Ubuntu 24 разработка / тестирование
aarch64 Armbian (NAPI2 / RK3568J) основная цель
x64 Windows 10/11 через MinGW

Платы NAPI

Проект разработан командой NAPI Lab и в первую очередь
тестируется на промышленных одноплатных компьютерах NAPI на базе Rockchip SoC.

NAPI Boards

Если вы ищете надёжную аппаратную платформу для запуска modbus_slave в production —
посмотрите линейку плат NAPI:

👉 github.com/napilab/napi-boards

  • NAPI2 — RK3568J, RS-485 на борту, Armbian
  • NAPI-C — RK3308, компактный, промышленного класса

Авторы

Dmitrii Novikov (@dmnovikov)
NAPI Lab

Claude (Anthropic)
ИИ-ассистент и соавтор — архитектура, код, документация

Лицензия

MIT