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| Modbus RTU 驱动 |
Modbus RTU 驱动
dc3-driver-modbus-rtu 把 Modbus RTU 从站设备接入 IoT DC3：作为主站（master）经一个串口连到挂在 RS-485/RS-232
总线上的从站，周期性读取线圈/寄存器值，并支持向线圈和保持寄存器写值的命令。读完本页你能为一台串口 Modbus
设备配好串口参数、功能码与地址，并知道连不上时从哪儿查。
协议背景
Modbus 是 1979 年为 PLC 串口通信而生的工业协议，至今仍是现场最常见的协议之一，PLC、电表、变频器、温控仪、传感器大量在用。*
Modbus RTU* 是它的串行链路变体：报文以紧凑的二进制帧跑在 RS-485/RS-232 总线上，靠 CRC
校验保证完整性。它与 Modbus TCP 驱动的功能码、地址模型完全一致——读用 01/02/03/04、写用 05/06/15/16，地址都是
0 基偏移——区别只在物理层：RTU 走串口（波特率、数据位、校验位、停止位），而不是 IP/端口。
在物联网四层架构里，Modbus RTU 属于网络层：它解决的是现场设备与采集主站之间"用哪种信号、按什么规则交换字节"的问题。它是典型的
主从（master/slave）请求-响应协议——主站轮流向从站发请求、等应答，从站不会主动说话；一条 RS-485 总线上可挂多台从站，由从站单元号（
slaveId）区分。协议本身往往只搬运字节，怎么解释这串字节由配置决定（16 位整数还是 32
位浮点、低字节在前还是高字节在前），这也是现场最常见的坑。关于寻址、字节序、轮询模型的通用背景，见物联网网络层：工业总线与协议。
- 驱动名 / code：
Modbus RTU Driver/ModbusRtuDriver - 类型：
DRIVER_CLIENT（主动连从站） - 底层库：modbus4j + jSerialComm（每台设备一条独立串口连接）
属性配置
Modbus RTU 的配置分三层：驱动属性（driver-attribute，设备级）描述这条串口怎么开；位号属性（point-attribute
）描述每个采集点读哪台从站、哪个寄存器；命令属性（command-attribute）描述可写位号往哪儿写。下面三张表的取值默认值与说明，均来自驱动
application.yml，属性的三层来历见属性与配置。
驱动属性（设备级 driver-attribute）
接入一台 Modbus RTU 设备时，在设备上填这五项串口参数。它们会被原样传给 jSerialComm 的
setComPortParameters 打开串口，因此必须与从站的串口设置逐一对上——RTU 不像 TCP 有握手协商，参数不匹配只会读到乱码或超时：
| 属性 | code | 类型 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| Port | port |
STRING | /dev/ttyUSB0 |
串口名（如 /dev/ttyUSB0、COM3） |
| Baud Rate | baudRate |
INT | 9600 |
串口波特率（如 9600、19200、115200） |
| Data Bits | dataBits |
INT | 8 |
数据位（7 或 8） |
| Stop Bits | stopBits |
INT | 1 |
停止位（1 或 2） |
| Parity | parity |
INT | 0 |
校验位（0=无, 1=奇, 2=偶, 3=Mark, 4=Space） |
位号属性（point-attribute）
每个采集位号上填三项，确定"读哪台从站的哪个地址、用哪个读功能码"：
| 属性 | code | 类型 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| Slave ID | slaveId |
INT | 1 |
Modbus 从站单元号 |
| Function Code | functionCode |
INT | 1 |
读功能码 [1, 2, 3, 4] |
| Offset | offset |
INT | 0 |
寄存器/线圈地址偏移（0 基） |
::: tip 功能码决定读什么，位号类型决定怎么拼字节
读取支持四个功能码：01（线圈）/ 02（离散输入）/ 03（保持寄存器）/ 04（输入寄存器）。对寄存器类（03/04
），驱动按位号的数据类型（Point 的 pointTypeFlag）决定取几个寄存器、怎么解释：LONG→4
字节有符号整型、FLOAT→4 字节浮点、DOUBLE→8 字节浮点，其余按 2 字节有符号整型。位号类型配错，浮点会读成一个无意义的大数。
:::
命令属性（command-attribute）
可写位号还需在写命令上填四项。valueTemplate 是写值模板，用命令参数渲染后再下发：
| 属性 | code | 类型 | 默认值 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| Slave ID | slaveId |
INT | 1 |
Modbus 从站单元号 |
| Function Code | functionCode |
INT | 6 |
写功能码（驱动实际只处理 1 写线圈、3 写保持寄存器） |
| Offset | offset |
INT | 0 |
寄存器/线圈地址偏移（0 基） |
| Value Template | valueTemplate |
STRING | ${value} |
写值模板，用命令参数渲染 |
采集与健康
- 采集周期：默认 cron
0/30 * * * * ?（每 30 秒读一轮全部位号）。 - 健康/在线：设备健康检查默认 cron
0/15 * * * * ?，租约超时45 秒——驱动据串口连接是否已初始化判定设备在线/离线，在线状态机制见设备。
一次接入的最小路径：用 Modbus RTU Driver 建设备，driver 属性填 port=/dev/ttyUSB0、
baudRate=9600、dataBits=8、stopBits=1、parity=0；给绑定的物模型
加一个温度位号（pointTypeFlag=FLOAT、READ_ONLY），point 属性填 slaveId=1、
functionCode=3、offset=0；启动驱动后 30 秒内即可在位号值里看到采集值。
故障排查
::: warning 串口参数错一项就连不上
port、baudRate、dataBits、stopBits、parity 五项必须和从站串口设置逐一对上。RTU
没有握手协商，任一项不匹配只会读到乱码或超时，而不会给出明确报错。先用万用表/串口助手确认线缆与波特率，再核对校验位（很多电表默认偶校验
2，不是默认的无校验 0）。
:::
::: warning 连续 3 次失败进入 60 秒退避，期间一律离线
驱动对每台设备维护连续失败计数：连续 3 次连接失败后进入 60 秒退避（FAILURE_BACKOFF_THRESHOLD=3、
FAILURE_BACKOFF_MS=60000
），退避期内健康检查直接上报离线、不再尝试连接。也就是说，即便你已修好串口参数或线缆，也要等退避结束才会重连——别在退避窗口内反复改配置后误判"
还是连不上"。
:::
::: warning offset 是 0 基协议地址，不是 40001
offset 是协议层的 0 基偏移。按 Modbus 习惯写法读"保持寄存器 40001"，应填 functionCode=3、offset=0（第 2 个保持寄存器是
offset=1，以此类推）。把 40001 直接填进 offset 会读到错误地址或越界。
:::
::: warning 字节序：32 位浮点读成大数多半是寄存器顺序反了
一个 32 位 FLOAT/LONG 跨两个 16 位寄存器，寄存器先后顺序在现场有 ABCD/CDAB/BADC/DCBA 四种排法。本驱动按 modbus4j
默认顺序解释；若读出的浮点是个无意义的大数，多半是从站用了相反的寄存器顺序——需要在从站侧调整字节序设置，或改用整型按原始寄存器值在上层换算。
:::
::: tip 多台从站共用一个串口，靠 slaveId 寻址
RS-485 总线上可挂多台从站，它们共用同一个 port，由位号的 slaveId 区分。驱动按设备 ID
维护连接（connectMap），同一物理总线上的从站应建为指向相同 port 的设备、靠 slaveId 寻址，不要给每个从站配不同串口。注意：串口是独占资源，确保该
port 没有被其它进程占用（Linux 上还需运行用户对 /dev/ttyUSB* 有读写权限）。
:::
在 IoT DC3 中如何落地
无论底层是哪种协议，落到平台都收敛为同一个位号 Point
的位号值 PointValue。Modbus RTU 驱动以 dc3.driver.code = ModbusRtuDriver
注册，这是稳定的路由标识，平台据此把读/写命令分发到本驱动。
按驱动能力矩阵，本驱动的能力为：
| 能力 | 支持 | 实现说明 |
|---|---|---|
| 读 | ✓ | 功能码 01/02/03/04，覆盖线圈、离散输入、保持寄存器、输入寄存器 |
| 写 | ✓ | 仅 01（写线圈）与 03（写保持寄存器）两类目标 |
| 订阅 | — | 主从轮询协议，无设备主动上报，靠采集周期定时读 |
::: info 实现状态：可用
ModbusRtuDriverCustomServiceImpl 的 read()/write()/health()/连接管理均已完整实现（基于 modbus4j +
jSerialComm），非骨架。读路径支持全部四个读功能码；连接、退避、健康判定、元数据事件（设备更新或删除时销毁旧连接）齐备。
:::
::: warning 写命令只支持线圈和保持寄存器
命令属性 functionCode 默认 6，但 write() 实际只处理 01（写线圈）与 03（写保持寄存器）两类目标——填 15/16
等其它写功能码会落入 default 分支、直接返回 false，写入静默失败。可写位号请按写线圈填 functionCode=1、按写保持寄存器填
functionCode=3。
:::
延伸阅读
- 驱动总览 — 全部协议驱动与选型入口
- 驱动能力矩阵 — 各驱动读/写/订阅能力速查
- 设备接入 — 一次完整的接入流程
- 工业总线与协议 — 网络层：寻址、字节序、轮询模型的通用背景
- Modbus TCP 驱动 — 以太网版 Modbus，功能码与地址模型一致