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E90-DTU以太网网关与LoRa模块Modbus轮询采集配置教程

在工业数据采集场景中,上位机或PLC常常需要通过Modbus协议轮询多个远程从站设备的数据。E90-DTU(xxxSLxx)E以太网网关配合E22系列LoRa模块,可以实现将远程Modbus从站设备的RS485数据通过LoRa无线传输到以太网,再通过简单协议转换将Modbus RTU转为Modbus TCP,让上位机通过以太网即可完成对远程设备的轮询采集。本文以E90-DTU(400SL30)E网关和E22-400T22S无线模块为例,详细演示从网关配置、模块配置到Modbus轮询测试的全流程操作步骤。本教程E90-DTU(xxxSLxx)E以太网网关同样适用于E90-DTU(230SL30)E、E90-DTU(400SL22)E、E90-DTU(400SL30)E、E90-DTU(900SL22)E、E90-DTU(900SL30)E系列不同频段功率的LoRa网关设备,

一、方案概述与通信链路

1、通信链路

上位机(Modbus Poll)→ 以太网 → E90-DTU(400SL30)E网关(TCP服务器+协议转换)→ LoRa无线 → E22-400T22S模块(×2,模拟Modbus从站)

网关配置为简单协议转换模式,将上位机发送的Modbus TCP请求自动转换为Modbus RTU格式,通过LoRa无线发送给远程模块连接的从站设备。从站返回的数据经LoRa无线传回网关,网关将其转换为Modbus TCP格式回复给上位机。

2、LoRa网关与LoRa模块轮询采集方案材料

序号

材料名称

数量

用途

1

E90-DTU(400SL30)E网关

1台

以太网转LoRa网关,协议转换

2

E22-400T22S测试套件

2套

LoRa无线模块,模拟Modbus从站

3

Micro USB转接线

2根

连接模块测试套件与电脑

4

433MHz天线

3根

LoRa无线通信天线

5

12V直流电源

1个

为网关供电

6

网线

1根

连接网关与电脑

7

Modbus Poll软件

软件

模拟Modbus主机轮询

8

Modbus Slave软件

软件

模拟Modbus从站响应

9

EBYTE网络配置工具

软件

配置网关参数

10

RF_Setting(E22-E9X(SL))

软件

配置模块参数

二、轮询采集方案LoRa网关配置

1、修改电脑IP地址

将网关天线、电源接好,使用网线将网关与电脑连接。打开电脑网络设置,找到对应以太网接口,选择IPV4属性,设置静态IP地址为192.168.4.100,子网掩码255.255.255.0。网关的默认IP地址为192.168.4.x网段,因此电脑需设置为同一网段才能搜索到设备。

2、使用网络配置工具配置网关

打开EBYTE网络配置工具(可在亿佰特官网下载),左上角选择刚刚修改的电脑IP地址对应的网卡,点击"搜索"即可搜索到网关设备。点击对应设备进入参数配置界面。

在链路1配置中,查看网关链路信息,确认工作模式。本次演示中网关作为TCP服务器使用。

Modbus参数配置中,将Modbus网关修改为"简单协议转换"模式。在该模式下,网关会自动将上位机发送的Modbus TCP请求转换为Modbus RTU格式,通过LoRa无线发送给远程模块连接的从站设备;从站返回的数据经LoRa无线传回网关后,网关将其转换为Modbus TCP格式回复给上位机。这一模式实现了Modbus RTU over LoRa到Modbus TCP的透明转换。

在无线参数配置中,将模块地址修改为广播地址65535,其余参数保持默认即可。配置为广播地址后,网关发送的数据会被所有LoRa模块接收,网关也会接收所有LoRa模块发送的数据,实现一对多通信。

点击"保存参数",提示保存成功后点击"重启设备"使配置生效。

三、轮询采集方案LoRa模块配置

1、硬件连接与进入配置模式

将两个E22-400T22S测试套件分别通过Micro USB线连接到电脑。将测试套件上的M0跳线帽插上、M1跳线帽拔掉,使模块进入配置模式。

2、使用配置软件配置模块参数

打开RF_Setting(E22-E9X(SL))配置软件(可在亿佰特官网获取),选择对应的串口并打开,点击"读取参数"读取模块的当前配置。

将其中一个模块的地址修改为1,另一个模块的地址修改为2。其余无线参数(频率信道、网络ID、空中速率等)保持与网关一致。

点击"写入参数"保存配置。写入成功后,将M0和M1跳线帽都拔掉,使模块回到一般模式(传输模式)。

四、LoRa网关与LoRa模块Modbus轮询测试

1、配置Modbus Slave模拟从站

打开Modbus Slave软件,在第一个模块对应的串口上创建一个Modbus从站。设置从站地址为1(与第一个模块地址对应),配置需要响应的寄存器数据。同样的方式,在第二个模块对应的串口上创建从站地址为2的从站。

2、配置Modbus Poll模拟主机

打开Modbus Poll软件,以TCP客户端模式连接到网关的IP地址(192.168.4.x)和端口。配置读取定义:选择功能码03(读取保持寄存器),从站地址设置为1,寄存器起始地址和读取数量根据需要设定。

3、轮询测试

启动轮询后,Modbus Poll通过以太网向网关发送Modbus TCP请求,网关将请求转换为Modbus RTU格式后通过LoRa无线发送给地址为1的模块。模块收到数据后,通过串口输出给Modbus Slave软件,Modbus Slave返回响应数据,沿原路径返回给Modbus Poll。如果数据正常显示,说明轮询链路配置成功。

同样的方式,将Modbus Poll的从站地址改为2,即可轮询第二个模块连接的从站设备。

五、LoRa网关与LoRa模块轮询采集常见应用场景

1、远程设备数据采集

在工厂或园区中,分布在各处的传感器、仪表通过RS485总线连接E22系列LoRa模块,模块通过LoRa无线将数据发送到E90-DTU(xxxSLxx)E网关,网关通过以太网将数据转换为Modbus TCP格式上传到上位机或SCADA系统。LoRa的远距离通信能力使设备可以分布在数百米甚至数公里范围内。

2、泵站远程监控

在水利泵站场景中,水泵的电流、压力、流量等信号通过传感器采集后,经E22模块无线传输到控制中心的网关,网关通过协议转换将数据送入Modbus TCP监控系统。相比拉信号线的传统方式,无线方案节省了大量电缆和施工费用。

3、环境监测数据采集

在野外或厂区周边部署温湿度、风速、气压等传感器,通过E22模块将数据发送到网关,网关通过以太网上传至数据采集中心。LoRa的远距离通信能力使监测点可以分布在数公里范围内,无需布设通信线缆。

六、LoRa网关与LoRa模块轮询采集方案FAQ常见问题

1、网关搜索不到设备怎么办?

检查电脑IP地址是否与网关在同一网段(192.168.4.x)。检查网线是否连接正常。确认网关已正确上电且电源指示灯亮起。尝试更换网线或电脑网口。

2、Modbus轮询不到数据怎么办?

检查网关的Modbus参数是否设置为"简单协议转换"模式。检查网关和模块的无线参数(模块地址、频率信道、网络ID)是否一致。确认Modbus Slave的从站地址与模块地址对应。检查模块的M0/M1跳线帽是否在一般模式(M0和M1都拔掉)。检查串口参数(波特率、数据位、停止位、校验位)是否与从站设备一致。

3、简单协议转换模式有什么作用?

在该模式下,网关会自动将上位机发送的Modbus TCP请求转换为Modbus RTU格式,通过LoRa无线发送给远程模块连接的从站设备。从站返回的数据经LoRa无线传回网关后,网关将其转换为Modbus TCP格式回复给上位机。实现了Modbus RTU over LoRa到Modbus TCP的透明转换,上位机无需关心底层通信细节。

4、为什么网关地址要设置为广播地址65535?

配置为广播地址后,网关发送的数据会被所有LoRa模块接收,网关也会接收所有LoRa模块发送的数据,实现一对多通信。这样网关可以轮询多个不同地址的从站设备。

5、通信距离不理想怎么办?

检查天线是否安装并旋紧,天线应保持垂直向上。天线周围尽量避免金属遮挡。降低LoRa的空中速率可以增加接收灵敏度,从而延长通信距离。增加天线高度,每提升1米高度可以显著增加通信距离。

E90-DTU(xxxSLxx)E以太网网关配合E22系列LoRa模块的Modbus轮询方案,为远程Modbus设备的数据采集提供了一套完整的无线解决方案。通过网关的简单协议转换功能,Modbus TCP请求自动转换为Modbus RTU经LoRa无线传输,实现了从以太网到远程串口设备的无缝数据交互。配置过程清晰:网关设置为简单协议转换模式并配置为广播地址,LoRa模块设置不同从站地址,Modbus Poll以TCP客户端方式连接网关即可完成轮询。掌握这一配置流程后,可以快速部署从Modbus从站设备到上位机的完整数据采集链路,适用于工业数据采集、泵站远程监控和环境监测等多种场景。


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