LuatOS/module/Air8000/demo/modbus/tcp_slave/tcp_slave_manage.lua

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@module  tcp_slave_manage
@summary TCP 从站应用模块
@version 1.0
@date    2025.12.12
@author  马梦阳
@usage
本功能模块演示的内容为：
1、将设备配置为 modbus TCP 从站模式
2、等待并且应答主站请求

注意事项：
1、该示例程序需要搭配 exmodbus 扩展库使用
2、设备作为 modbus TCP 从站模式时，仅支持接收 modbus TCP 标准格式的请求报文
3、进行回应时也需要符合 modbus TCP 标准格式

本文件没有对外接口,直接在 main.lua 中 require "tcp_slave_manage" 就可以加载运行；
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local exmodbus = require("exmodbus")


-- 创建 TCP 从站配置参数
-- 说明：创建 TCP 从站时只需要配置如下参数即可
local tcp_slave_config = {
    -- 网络配置参数
    mode = exmodbus.TCP_SLAVE, -- 通信模式：TCP 从站
    adapter = socket.LWIP_ETH, -- 网卡 ID：LwIP 协议栈的以太网卡
    port = 6000,               -- 本地端口号：6000（主站：服务器端口；从站：本地端口）
}


-- 当前从站地址（ID 号）
local SLAVE_ID = 1


-- 寄存器映射表（按类型组织）
local modbus_data = {
    coils = {},            -- 线圈，可读可写，布尔值 (0/1)
    inputs = {},           -- 输入状态，只读，布尔值 (0/1)
    input_registers = {},  -- 输入寄存器，只读，16 位无符号整数
    holding_registers = {} -- 保持寄存器，可读可写，16 位无符号整数
}


-- 初始化一些默认值，便于测试
for i = 0, 3 do
    modbus_data.coils[i] = 0
    modbus_data.inputs[i] = 1
    modbus_data.input_registers[i] = 100 + i
    modbus_data.holding_registers[i] = 200 + i
end


-- 创建 TCP 从站实例
local tcp_slave = exmodbus.create(tcp_slave_config)

-- 判断从站是否创建成功
if not tcp_slave then
    log.info("exmodbus_test", "tcp_slave 创建失败")
else
    log.info("exmodbus_test", "tcp_slave 创建成功, 从站 ID 为", SLAVE_ID)
end


-- 定义主站请求处理回调函数
local function callback(request)
    log.info("exmodbus_test", "tcp_slave 收到主站请求")

    -- 检查从站 ID 是否匹配
    if request.slave_id ~= SLAVE_ID then
        log.info("exmodbus_test", "从站 ID 不匹配，请求从站 ID 为", request.slave_id, "，当前从站 ID 为", SLAVE_ID)
        return nil
    end

    -- 根据功能码和寄存器类型，匹配对应的数据表
    local data_table = nil
    local is_write = false -- 标记是否为写操作

    -- 检查请求的功能码是否支持
    if request.func_code == exmodbus.READ_COILS then -- 读线圈
        data_table = modbus_data.coils
    elseif request.func_code == exmodbus.READ_DISCRETE_INPUTS then -- 读离散输入
        data_table = modbus_data.inputs
    elseif request.func_code == exmodbus.READ_HOLDING_REGISTERS then -- 读保持寄存器
        data_table = modbus_data.holding_registers
    elseif request.func_code == exmodbus.READ_INPUT_REGISTERS then -- 读输入寄存器
        data_table = modbus_data.input_registers
    elseif request.func_code == exmodbus.WRITE_SINGLE_COIL or request.func_code == exmodbus.WRITE_MULTIPLE_COILS then -- 写单个/多个线圈
        is_write = true
        data_table = modbus_data.coils
    elseif request.func_code == exmodbus.WRITE_SINGLE_HOLDING_REGISTER or request.func_code == exmodbus.WRITE_MULTIPLE_HOLDING_REGISTERS then -- 写单个/多个保持寄存器
        is_write = true
        data_table = modbus_data.holding_registers
    else
        -- 不支持的功能码
        log.info("exmodbus_test", "不支持的功能码: ", request.func_code)
        return exmodbus.ILLEGAL_FUNCTION
    end

    -- 检查数据地址是否有效
    local end_addr = request.start_addr + request.reg_count - 1

    -- 假设每种寄存器的最大地址是 3 (即 0 - 3)
    if request.start_addr < 0 or end_addr > 3 then
        log.info("exmodbus_test", "数据地址超出范围，起始地址为", request.start_addr, "结束地址为", end_addr)
        return exmodbus.ILLEGAL_DATA_ADDRESS
    end

    -- 处理读取操作
    if not is_write then
        -- 构造响应数据表
        local response = {}
        for i = 0, request.reg_count - 1 do
            local addr = request.start_addr + i
            response[addr] = data_table[addr]
        end
        log.info("exmodbus_test", "读取成功，返回数据: ", table.concat(response, ", "))
        return response
    end

    -- 处理写入操作
    if is_write then
        -- 执行写入操作
        for i = 0, request.reg_count - 1 do
            local addr = request.start_addr + i
            data_table[addr] = request.data[addr]
            log.info("exmodbus_test", "写入成功，写入地址: ", addr, "写入数据: ", request.data[addr])
        end
        return {} -- 返回空表表示成功
    end
end


-- 注册主站请求处理回调函数
tcp_slave:on(callback)


log.info("从站回调函数已注册，开始监听主站请求...")