您是在進行樣機開發(fā),還是在尋找一種經濟型方式,保障應用中的溫濕度測量質量?您是否了解關于 Python 等編程語言的一些基本知識?
如果您了解,那么我想要向您展示如何僅通過一個 維薩拉HMP110 探頭、一條 USB 服務電纜 (219690) 和一臺安裝了 Python 3 的計算機來輕松地長時間記錄數據。我將帶您了解該代碼的各個方面,但如果您對解釋內容不感興趣,您可以直接跳到本文的末尾,獲取完整的代碼。另外需要說明的是,這只是一個用于演示 Modbus 通信的示例腳本。
庫:
在介紹代碼之前,讓我們首先了解一下我們將用到的庫,其中最重要的是 pymodbus。我們使用該庫來通過 Modbus RTU 與探頭建立通信,具體操作是從 pymodbus.client.sync 導入 ModbusSerialClient。我們使用struct庫將字位處理為不同的變量類型,使用time庫更改輪詢率,使用datetime庫獲得讀取數據的時間和日期,此外,我們導入 argparse庫,將參數從命令行傳遞至代碼。
參數:
為了有助提高代碼的靈活性,我添加了一些參數。使用上述參數可讓我們無需更改代碼,便能從命令行輕松更改變量值。我認為可能會有所幫助的參數有通信端口、數據存儲文件的名稱、探頭的地址、輪詢頻率和數據記錄長度。
Modbus 連接:
我們首先需要初始化新的串行 Modbus 客戶端,此客戶端應已根據探頭進行正確設置。本示例中的參數集必須包括通信方式、通信端口、響應超時、波特率、停止位和奇偶校驗。 Modbus RTU 的通信方式為“rtu",端口取決于您的計算機,因此我將在以下部分說明如何識別正確的端口。由于其他參數由探頭的設置決定,因此您需要參考探頭的數據表,獲取恰當的值。一般情況下,針對維薩拉探頭,波特率應為 19200,停止位為 2,無奇偶校驗。
讀取保持寄存器:
現(xiàn)在我們來創(chuàng)建一個函數以讀取探頭的保持寄存器。我們要調用上一節(jié)中創(chuàng)建的 Modbus 客戶端實例的 read_holding_registers() 方法來讀取寄存器。我們需要保持寄存器的起始地址、寄存器的數量和探頭的從屬地址。我們會從寄存器收到低字節(jié)序格式的 16 位字數據,之后,我們必須將其轉換為 32 位浮點值。
將寄存器的值轉換為 32 位的值:
寄存器的值以 16 位整數的形式存儲,我們需要將其轉換為 32 位浮點格式。為此,我創(chuàng)建了一個函數,它可以獲取寄存器的值和寄存器索引,并返回索引數據的 32 位浮點值。我們采用模塊結構來執(zhí)行此轉換。
記錄數據:
鑒于我們已經可以讀取保持寄存器并將寄存器的值轉換為 32 位浮點值,我們需要創(chuàng)建一個可將這些值存儲在 .csv 文件中的函數。為此,我創(chuàng)建了一個名為 data_logger() 的函數。它可以調用函數 holding_registers_data(),并以日期時間、相對濕度、溫度、露點的格式將獲取的數據附加到文件中。
確定探頭的通信端口:
首先,確保您的探頭能正確連接到計算機。
Windows:
在 Windows 操作系統(tǒng)中,您可以在“設備管理器"下找到設備的 COM 端口。要打開“設備管理器"窗口,請打開屏幕左下方的“開始"菜單,然后輸入“設備管理器"。它會顯示為“最佳匹配"下的第一個結果,單擊該圖標或按下鍵盤上的 Enter 鍵便可打開該窗口。單擊“端口(COM 和 LPT)"旁邊的箭頭以展開端口。您會看到被列為“Vaisala USB Device"的一個設備,它的旁邊列出了 COM 端口名稱,在我們的示例中應為 COM6。
Linux :
在 Linux 中,您可以通過在終端鍵入命令“dmesg | grep tty"來確定通信端口。在所有返回的語句中,會有一個類似于“'cp210x converter now attached to ttyUSBn "的語句,其中 ttyUSBn 便是端口。
運行代碼:
要運行腳本,您必須安裝所有的庫。如果需要,可以使用 pip 命令
以獲得有關參數的操作。命令提示符中應顯示此過程。下方是輸出內容的屏幕截圖。
通信端口是必需參數,其他參數均具備默認值,您可以根據自己的偏好進行更改。通信端口參數不需要標識符,可以放在文件名稱之后的任意位置。但其他可選參數需要標識符。
以下是以長格式和短格式顯示的典型命令示例: