因版本4.26于2023-03-07更新

从固件版本4.x起，BACRouter内置了Modbus网关功能。这篇文章尝试解释其底层运作机制。

Modbus 读

BACRouter周期性地读取点数据并缓存。“刷新间隔”定义读取数据的间隔。

为了提高性能，BACRouter将尽可能在一次事务读取更多数据。在Modbus标准中，最多2000个位（指线圈或离散输入）或125个寄存器（指输入或保持寄存器）可以在一次请求中读回，但是特定的Modbus从站可能不支持读取大量的数据。在BACRouter的WebUI的”从站设定“页面的Modbus参数对话框中，”批量读比特位数“与”批量读寄存器数“两个参数定义了从站的对批量读数据的支持。

BACRouter不会分段读取单点的数据，即使”批量读寄存器数“小于该点占用的寄存器数。

通常来说，我们关心的数据的Modbus地址并不连续，比如我们只关心地址为1及2000的线圈，虽然我们可以一次批量读回地址1～2000的数据，然后抛弃地址2～1999的数据，先读取地址1的数据，再发请求读取地址2000的数据的做法可能更有效率。”比特位跳过“与”寄存器跳过“参数定义了在两个我们关心的数据地址中间，有多少个无用的数据允许被抛弃。假设在上述例子中，”比特位跳过“设为1998，BACRouter将尝试一次性读回地址1~2000，抛弃中间1998个数据。倘若”比特位跳过“为1997，则BACRouter将分两次读取地址1与地址2000。因为中间跳过的1998个数据大于设定值1997。

在从站的配置页面，“编组读取”显示读操作如何编组，并可进行测试。请特别关注服务端报告的非法数据地址！

Modbus 写

BACRouter不会合并写请求。当接收到写指令时将马上发出Modbus写请求。

对于写单个数据，有两个Modbus功能号可供使用。例如，功能5为写单个线圈，功能号15为写多个线圈但写数量可以为1。有的从站只支持其中一个功能号。”写单个线圈”参数指定采用哪个功能号。

同样地，”写单个寄存器“参数指定用于写单个寄存器的功能号。假设有任一个BACnet输出对象映射到多个保持寄存器，这意味着从站支持功能号16写多个寄存器，”写单个寄存器“将被关闭，功能号16将被采用。

离线

如果任何读写请求失败，BACRouter将会重试，如果连续失败次数达到3次，BACRouter将认为该从站离线。在离线状态下，BACRouter将间隔”离线刷新间隔“时间重试该请求。

在离线事件中，BACnet侧的反应将在后面描述。

Modbus 串行总线

BACRouter支持在同一条RS485总线上，不同波特率、奇偶较验、RTU/ASCII模式的从站共存。在发出请求前，BACRouter将根据从站的设定切换串口的参数。

如总线上的两个从站拥有相同的从站地址但是波特率或RTU/ASCII模式不同，BACRouter可以无冲突地通信。但是如果仅依赖不同的奇偶较验来防范冲突并不可靠，因为有的从站并不检查奇偶错误。

单设备映射模式

如VBUS网络端口未使能，BACRouter将工作于单设备模式，每个Modbus从站将被映射到”应用层设定“中定义的BACnet设备的不同对象实例空间。每个从站将占据1000实例空间。

对象的实际名称为“主站名称|从站名称|对象名称”，名隔分隔符”|”可由用户在数十个字符中选择。

依据BACnet标准的推荐做法，BACRouter将为每一个从站创建一个结构化视图对象。

本模式下当从站切换到离线状态，所有点的可靠性将被设为”COMMUNICATION_FAILURE”，当从站重新上线时，随着点数据的更新，各点的可靠性将被重新置回到”NO_FAULT_DETECTED”。

虚拟设备映射模式

当VBUS网络端口被使能，每个从站将被映射为VBUS网络上的虚拟BACnet设备。虚拟设备的MAC地址将从1开始。

在本模式下，所有从站必须有一个唯一的“设备实例号”。从站的BACnet设备名称为”主站名称|从站名称”，其中”|”为可选择的名称分隔符。

在本模式下如果从站切换到离线，依据BACnet标准的推荐做法，对应的虚拟BACnet设备将停止收发包以模拟离线状态。当从站重新上线时后，当更新完所有点数据后，虚拟BACnet设备将退出离线状态。

从站状态

针对每一个从站，BACRouter在缺省BACnet设备内创建3个对象。一个名为”online”的二进制输入对象，代表从站的上线状态。一个名为”update_delay”的模拟输入对象，代表最近平均数据更新延迟（对比”update_delay”）, 最后一个是名为”fail_rate”的模拟输入对象，代表相对长时间内的Modbus侧通讯失败率。

这些对象名均有“主站名称|从站名称|comm|”的前缀，其中“|”为可选择的名称分隔符。

对象实例号分配

对象的实例号单独进行定义。当对象编辑窗口提交时，如对象被启用，将分配其声明的实例号，如该实例号被占用，将自动选择一个可用的实例号。

值对象

值对象的特性与属入对象类似，如值对象映射到可写Modbus地址时(0X或4X)，此时值对象的当前值可写，写入的值被转发到Modbus侧（有以下2个例外）。

例外1：如果AV对象映射到保持寄存器，其数据类型为自定义，且其绑定的脚本不支持输出，此AV对象为只读。

例外2：如果AV对象映射到多个保持寄存器，但“写单个寄存器“参数生效，此AV对象为只读。

输出对象

输出对象对应的点值仍然会被定期读回，且设置成对象的Relinguish_Default属性。如果读回的值与上次写入的值不匹配，BACRouter将把该对象的可靠性置为 “UNRELIABLE_OTHER”，BACRouter将尝试每隔一段时间重新写入。如“容忍不匹配”选项被启用，如果读回的值与上次写入的值不匹配，该对象的可靠性将不变，BACRouter将尝试以”离线刷新间隔“重新写入。（于v4.34版更新）

因为以上的验证重写机制，BACRouter禁止2个输出对象映射的可写Modbus地址发生重叠。

浮点数的NaN

NaN是IEEE-754标准规定的特殊值，其意思为非有效数，BACRouter不接受NaN（正负无穷大仍然被视为有效值).

当一个Modbus点被定义为单精度浮点或双精度浮点，且BACRouter读到NaN值时，该点对应对象的可靠性将被设为”UNRELIABLE_OTHER”。

脚本不支持的数据

如一个模拟量对象为自定义，当从Modbus换算到BACnet时，脚本报告不支持的数据，此对象的可靠性将被置为”UNRELIABLE_OTHER”。

对于一个AO对象，如从BACnet换算到Modbus时，脚本报告不支持的数据，此对象的可靠性将被置为“PROCESS_RROR”。

对于一个AV对象，如从BACnet换算到Modbus时，脚本报告不支持的数据，此输出尝试被放弃，对象的可靠性保持不变。