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标题: 用 Modbus4Android 库实现手机 APP 对 Modbus-TCP 协议 PLC 的读写控制 [打印本页]

作者: 麻花痒 时间: 昨天 17:35
标题: 用 Modbus4Android 库实现手机 APP 对 Modbus-TCP 协议 PLC 的读写控制
在工业自动化范畴，实现手机 APP 与 Modbus-TCP 协议的 PLC 之间的高效通信，可以或许极大地提拔工业控制的便捷性与灵活性。本文将详细介绍如何借助 Modbus4Android 库，在特定开发环境下完成这一功能的实现。
一、开发环境搭建

本次开发选用的是 Android Studio 3.0.0，其安装包为 android-studio-ide-171.4408382-windows.exe。在安装过程中，需按照向导渐渐进行操纵，注意选择合适的安装路径以及设置相关环境变量。安装完成后，启动 Android Studio，它将为我们提供一个集成开发环境，方便进行 APP 的代码编写、调试等工作。
Java 环境采用的是 java version "1.8.0_181"，安装包为 jdk-8u181-windows-x64.exe。安装 Java Development Kit（JDK）时，同样要留意安装路径的选择。安装完成后，需设置体系的环境变量，将 JDK 的安装路径添加到 Path 变量中，确保体系可以或许准确识别 Java 命令。这一步至关紧张，由于 Android 开发依赖于 Java 环境，只有设置准确，Android Studio 才能正常运行并进行 Java 代码的编译和执行。
二、添加 Modbus4Android 库依赖

在 Android Studio 中创建项目后，需要引入 Modbus4Android 库，以便实现与 Modbus-TCP 装备的通信功能。打开项目的build.gradle文件，在dependencies闭包中添加implementation 'com.zgkxzx:modbus4And:1.0.0'（详细版本号可根据实际情况调整）。添加完成后，点击 Android Studio 界面上的 “Sync Now” 按钮，让项目同步依赖库。这一过程中，Gradle 会自动下载 Modbus4Android 库及其相关依赖，并将它们添加到项目中，使我们可以或许在代码中利用该库提供的功能。
三、APP 功能实现

（一）界面计划

APP 的界面计划参考activity_main.xml文件，整体采用LinearLayout线性结构，且垂直排列。

标题栏：利用TextView组件表现 “ModbusTcp 调试小工具 V1.0”，用于明白应用的名称和用途，让用户一眼就能了解该 APP 的功能范畴。
数据表现区：通过多个TextView分别展示呆板人的各种关键状态数据，包罗当前位置、电机速率、电池电量、电池电流、电机 1 故障码以及电机 2 故障码等。这些TextView的结构和样式颠末经心计划，以便清晰、直观地出现数据，方便用户实时获取装备的运行状态信息。
功能按钮区：包罗 “位置校准”“行走到此”“前进”“制止”“退却”“返航充电” 等多个按钮。每个按钮都对应着特定的控制指令，用户点击这些按钮，即可向 PLC 发送相应的控制信号，实现对呆板人的长途操纵。按钮的计划注重用户体验，具有明显的视觉区分度，便于用户快速识别和操纵。
速率调节区：利用SeekBar组件实现速率调节功能。用户可以通过滑动SeekBar来改变呆板人的运行速率，这种交互方式简朴直观，符合用户的操纵风俗。SeekBar的进度值与呆板人速率之间存在特定的映射关系，通过代码实现这种映射，从而实现对呆板人速率的准确控制。
日志表现区：利用TextView展示 APP 与 PLC 的通信日志。该区域记录了连接状态、操纵结果等紧张信息，方便开发者在调试过程中查看通信过程中的各种情况，实时发现并解决可能出现的问题。同时，日志表现区的设置也有助于用户了解 APP 的操纵历史和装备的响应情况。

（二）功能逻辑实现

初始化 Modbus 连接：在MainActivity的onCreate方法中调用modbusInit方法来初始化 Modbus 连接。

收起
java

private void modbusInit() {
ModbusReq.getInstance().setParam(new ModbusParam()
.setHost("192.168.0.19")
.setPort(502)
.setEncapsulated(false)
.setKeepAlive(true)
.setTimeout(2000)
.setRetries(0))
.init(new OnRequestBack<String>() {
@Override
public void onSuccess(String s) {
Log.d(TAG, "onSuccess " + s);
tvRunLogs.setTextColor(Color.GREEN);
tvRunLogs.setText("连接PLC成功!ModbusTcp服务器IP地址192.168.0.19,端口502");
tvRunLogs.requestLayout();
mb_connected = true;
}
@Override
public void onFailed(String msg) {
Log.d(TAG, "onFailed " + msg);
tvRunLogs.setTextColor(Color.RED);
tvRunLogs.setText("连接192.168.0.19:502失败!请确保手机WIFI已连接到机器人调试网络环境！");
mb_connected = false;
}
});
}

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在上述代码中，首先创建ModbusParam对象，通过该对象设置连接 PLC 所需的各项参数，如 PLC 的 IP 地址（"192.168.0.19"）、端口号（502）、是否封装（false）、心跳设置（开启）、超时时间（2000 毫秒）以及重试次数（0 次）。然后调用init方法进行连接初始化，并通过OnRequestBack回调接口处理连接结果。连接成功时，在日志表现区用绿色字体表现成功信息，并设置连接成功标志位mb_connected为true；连接失败时，则用红色字体表现错误信息，并将mb_connected设置为false。
2. 定时读取寄存器数据：借助Handler和Runnable实现定时使命，每隔 500 毫秒读取一次 PLC 的保持寄存器数据。

收起
java

private void readHoldingRegistersPeriodically() {
ModbusReq.getInstance().readHoldingRegisters(new OnRequestBack<short[]>() {
@Override
public void onSuccess(short[] data) {
Log.d(TAG, "定时读取寄存器数据成功: " + Arrays.toString(data));
int originalInt = ((data[1] & 0xFFFF) << 16) | (data[2] & 0xFFFF);
m_position = (float) originalInt;
m_batt_soc = data[10];
m_batt_curr = (float)((short)data[12]) / 10; //电池电量
m_speed_actual = (float)((short)data[29])*0.30f /3000; //电机速度
// 其他数据解析...
updateTextViews();
if (++m_heatbeat_count > 10) ///心跳下发
{
m_heatbeat_count = 0;
WriteHeartbeat();
}
}
@Override
public void onFailed(String msg) {
Log.e(TAG, "定时读取寄存器数据失败: " + msg);
mb_connected = false;
tvRunLogs.setTextColor(Color.RED);
tvRunLogs.setText("连接已断开!请确保手机WIFI已连接到机器人调试网络环境！");
}
}, 1, 1000, 40);
}

复制代码

在readHoldingRegistersPeriodically方法中，调用ModbusReq.getInstance().readHoldingRegisters方法读取从地址 1000 开始的 40 个保持寄存器数据。读取成功后，根据寄存器数据的定义和协议规范，剖析出当前位置、电池电量、电机速率等关键信息，并更新相应的成员变量。接着调用updateTextViews方法，将剖析后的数据更新到界面上的TextView组件中，实现数据的实时表现。同时，在代码中还设置了心跳机制，当心跳计数m_heatbeat_count超过 10 时，将其重置为 0 并发送心跳包，以维持与 PLC 的稳定连接。若读取数据失败，记录错误日志，将连接状态标志位mb_connected设置为false，并在日志表现区用红色字体提示用户连接已断开，要求用户检查网络连接。
3. 写入寄存器控制呆板人运动：以 “前进” 按钮的点击事件处理方法MoveFrontClickEvent为例，展示如何通过写入寄存器来控制呆板人运动。

收起
java

public void MoveFrontClickEvent(View view) {
ModbusReq.getInstance().writeRegisters(new OnRequestBack<String>() {
@Override
public void onSuccess(String s) {
Log.e(TAG, "MoveFront onSuccess " + s);
tvRunLogs.setTextColor(Color.GREEN);
tvRunLogs.setText("前进命令写入成功！");
}
@Override
public void onFailed(String msg) {
Log.e(TAG, "MoveFront onFailed " + msg);
tvRunLogs.setTextColor(Color.RED);
tvRunLogs.setText("前进命令写入失败！");
}
}, 1, 1101, new short[]{(short)((-3000)*seekBarProgress/100), 3, 0,0});
}

复制代码

在该方法中，根据SeekBar的当前进度值seekBarProgress盘算出呆板人的前进速率，按照协议规定，将速率值以及相关命令字等信息封装成short数组。然后调用ModbusReq.getInstance().writeRegisters方法，向 PLC 的地址 1101 写入这些数据。当写入操纵成功时，在日志表现区用绿色字体表现 “前进命令写入成功！”；若写入失败，则用红色字体表现错误信息，方便用户和开发者了解操纵结果。雷同地，“退却”“制止” 等其他控制按钮的功能实现原理与之相似，只是写入的速率值和命令字根据不同的操纵需求进行相应调整。
4. 位置校准和行走到此功能：这两个功能通过弹出AlertDialog对话框，获取用户输入的位置值，并在用户确认后进行相应的寄存器写入操纵。

收起
java

public void locationCalibrationClickEvent(View view) {
AlertDialog.Builder builder = new AlertDialog.Builder(this);
builder.setTitle("位置校准(单位mm)");
final EditText input = new EditText(this);
builder.setView(input);
builder.setPositiveButton("确认", new DialogInterface.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(DialogInterface dialog, int which) {
String inputText = input.getText().toString();
try {
int position = Integer.parseInt(inputText);
short[] values = new short[]{(short) (position >> 16),(short) position };
ModbusReq.getInstance().writeRegisters(new OnRequestBack<String>() {
@Override
public void onSucc

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