.NET 免費開源工業物聯網閘道器

小码编匠發表於2024-08-07

前言

IoTClient 是一個針對物聯網 (IoT) 領域的開源客戶端庫，它主要用於實現與各種工業裝置之間的通訊。這個庫是用 C# 編寫的，並且基於 .NET Standard 2.0，這意味著可以用於多個版本的.NET，包括 .NET Framework、.NET Core、.NET 5 及以上版本，以及 Xamarin 和 UWP。

專案介紹

IoTClient 是一款基於 .NET Standard 2.0 的開源免費客戶端庫，適用於跨平臺的 .NET 開發，可在 Windows、Linux 乃至樹莓派等平臺上執行。

該元件支援主流的工業通訊協議，包括 PLC 通訊（如 Siemens、Mitsubishi、Omron、Allen Bradley 等）、ModBus（TCP/RTU/ASCII）以及 Bacnet 等。

IoTClient 採用 MIT 許可證釋出，您可以自由地修改和進行商業使用（請注意在商業使用前做好充分的評估和測試）。

專案特點

支援多種通訊協議

ModBus：支援 ModBus TCP、ModBus RTU、ModBus ASCII 以及 ModBus RTU over TCP。
Bacnet：支援 Bacnet 協議。
PLC通訊：支援 Siemens、Mitsubishi、Omron、Allen Bradley 等主流品牌的 PLC 通訊。

跨平臺

可以在 Windows、Linux 上執行。
支援在 Raspberry Pi（樹莓派）這樣的小型裝置上部署。

開源和免費

使用 MIT 許可證釋出，一個非常寬鬆的許可證，允許自由使用、修改和分發軟體。

NuGet 包

可以透過 NuGet 包管理器安裝到的專案中。

專案使用

1、引用元件

Nuget 安裝

Install-Package IoTClient

或圖形化安裝

2、ModBusTcp讀寫操作

//1、例項化客戶端 - 輸入正確的IP和埠
ModBusTcpClient client = new ModBusTcpClient("127.0.0.1", 502);

//2、寫操作 - 引數依次是：地址 、值 、站號 、功能碼
client.Write("4", (short)33, 2, 16);

//2.1、【注意】寫入資料的時候需要明確資料型別
client.Write("0", (short)33, 2, 16);    //寫入short型別數值
client.Write("4", (ushort)33, 2, 16);   //寫入ushort型別數值
client.Write("8", (int)33, 2, 16);      //寫入int型別數值
client.Write("12", (uint)33, 2, 16);    //寫入uint型別數值
client.Write("16", (long)33, 2, 16);    //寫入long型別數值
client.Write("20", (ulong)33, 2, 16);   //寫入ulong型別數值
client.Write("24", (float)33, 2, 16);   //寫入float型別數值
client.Write("28", (double)33, 2, 16);  //寫入double型別數值
client.Write("32", true, 2, 5);         //寫入線圈型別值
client.Write("100", "orderCode", stationNumber);  //寫入字串

//3、讀操作 - 引數依次是：地址 、站號 、功能碼
var value = client.ReadInt16("4", 2, 3).Value;

//3.1、其他型別資料讀取
client.ReadInt16("0", stationNumber, 3);    //short型別資料讀取
client.ReadUInt16("4", stationNumber, 3);   //ushort型別資料讀取
client.ReadInt32("8", stationNumber, 3);    //int型別資料讀取
client.ReadUInt32("12", stationNumber, 3);  //uint型別資料讀取
client.ReadInt64("16", stationNumber, 3);   //long型別資料讀取
client.ReadUInt64("20", stationNumber, 3);  //ulong型別資料讀取
client.ReadFloat("24", stationNumber, 3);   //float型別資料讀取
client.ReadDouble("28", stationNumber, 3);  //double型別資料讀取
client.ReadCoil("32", stationNumber, 1);    //線圈型別資料讀取
client.ReadDiscrete("32", stationNumber, 2);//離散型別資料讀取
client.ReadString("100", stationNumber,10); //讀取字串

//4、如果沒有主動Open，則會每次讀寫操作的時候自動開啟自動和關閉連線，這樣會使讀寫效率大大減低。所以建議手動Open和Close。
client.Open();

//5、讀寫操作都會返回操作結果物件Result
var result = client.ReadInt16("4", 2, 3);
//5.1 讀取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 讀取失敗的異常資訊
var errMsg = result.Err;
//5.3 讀取操作實際傳送的請求報文
var requst  = result.Requst;
//5.4 讀取操作服務端響應的報文
var response = result.Response;
//5.5 讀取到的值
var value3 = result.Value;

//6、批次讀取
var list = new List<ModBusInput>();
list.Add(new ModBusInput()
{
    Address = "2",
    DataType = DataTypeEnum.Int16,
    FunctionCode = 3,
    StationNumber = 1
});
list.Add(new ModBusInput()
{
    Address = "2",
    DataType = DataTypeEnum.Int16,
    FunctionCode = 4,
    StationNumber = 1
});
list.Add(new ModBusInput()
{
    Address = "199",
    DataType = DataTypeEnum.Int16,
    FunctionCode = 3,
    StationNumber = 1
});
var result = client.BatchRead(list);

//7、建構函式其他引數
//IP、埠、超時時間、大小端設定
ModBusTcpClient client = new ModBusTcpClient("127.0.0.1", 502, 1500, EndianFormat.ABCD);

3、ModBusRtu讀寫操作

//例項化客戶端 - [COM埠名稱,波特率,資料位,停止位,奇偶校驗]
ModBusRtuClient client = new ModBusRtuClient("COM3", 9600, 8, StopBits.One, Parity.None);

//其他讀寫操作和ModBusTcpClient的讀寫操作一致

4、ModBusAscii讀寫操作

//例項化客戶端 - [COM埠名稱,波特率,資料位,停止位,奇偶校驗]
ModbusAsciiClient client = new ModbusAsciiClient("COM3", 9600, 8, StopBits.One, Parity.None);

//其他讀寫操作和ModBusTcpClient的讀寫操作一致

5、ModbusRtuOverTcp讀寫操作

//串列埠透傳 即:用Tcp的方式傳送Rtu格式報文

//例項化客戶端 - IP、埠、超時時間、大小端設定
ModbusRtuOverTcpClient client = new ModbusRtuOverTcpClient("127.0.0.1", 502, 1500, EndianFormat.ABCD);

//其他讀寫操作和ModBusTcpClient的讀寫操作一致

6、SiemensClient(西門子)讀寫操作

//1、例項化客戶端 - 輸入型號、IP和埠
//其他型號：SiemensVersion.S7_200、SiemensVersion.S7_300、SiemensVersion.S7_400、SiemensVersion.S7_1200、SiemensVersion.S7_1500
SiemensClient client = new SiemensClient(SiemensVersion.S7_200Smart, "127.0.0.1",102);

//2、寫操作
client.Write("Q1.3", true);
client.Write("V2205", (short)11);
client.Write("V2209", 33);
client.Write("V2305", "orderCode");             //寫入字串

//3、讀操作
var value1 = client.ReadBoolean("Q1.3").Value;
var value2 = client.ReadInt16("V2205").Value;
var value3 = client.ReadInt32("V2209").Value;
var value4 = client.ReadString("V2305").Value; //讀取字串

//4、如果沒有主動Open，則會每次讀寫操作的時候自動開啟自動和關閉連線，這樣會使讀寫效率大大減低。所以建議手動Open和Close。
client.Open();

//5、讀寫操作都會返回操作結果物件Result
var result = client.ReadInt16("V2205");
//5.1 讀取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 讀取失敗的異常資訊
var errMsg = result.Err;
//5.3 讀取操作實際傳送的請求報文
var requst  = result.Requst;
//5.4 讀取操作服務端響應的報文
var response = result.Response;
//5.5 讀取到的值
var value4 = result.Value;

7、SiemensClient最佳實踐

1、什麼時候不要主動Open
西門子plc一般最多允許8個長連線。所以當連線數不夠用的時候或者做測試的時候就不要主動Open，這樣元件會自動Open並即時Close。

2、什麼時候主動Open
當長連線數量還夠用，且想要提升讀寫效能。

3、除了主動Open連線，還可以透過批次讀寫，大幅提升讀寫效能。
//批次讀取
Dictionary<string, DataTypeEnum> addresses = new Dictionary<string, DataTypeEnum>();
addresses.Add("DB4.24", DataTypeEnum.Float);
addresses.Add("DB1.434.0", DataTypeEnum.Bool);
addresses.Add("V4109", DataTypeEnum.Byte);
...
var result = client.BatchRead(addresses);

//批次寫入
Dictionary<string, object> addresses = new Dictionary<string, object>();
addresses.Add("DB4.24", (float)1);
addresses.Add("DB4.0", (float)2);
addresses.Add("DB1.434.0", true);
...
var result = client.BatchWrite(addresses);

4、【注意】寫入資料的時候需要明確資料型別
client.Write("DB4.12", 9);          //寫入的是int型別
client.Write("DB4.12", (float)9);   //寫入的是float型別

5、SiemensClient是執行緒安全類
由於plc長連線有限，SiemensClient被設計成執行緒安全類。可以把SiemensClient設定成單例，在多個執行緒之間使用SiemensClient的例項讀寫操作plc。

8、MitsubishiClient

//1、例項化客戶端 - 輸入正確的IP和埠
MitsubishiClient client = new MitsubishiClient(MitsubishiVersion.Qna_3E, "127.0.0.1",6000);

//2、寫操作
client.Write("M100", true);
client.Write("D200", (short)11);
client.Write("D210", 33);

//3、讀操作
var value1 = client.ReadBoolean("M100").Value;
var value2 = client.ReadInt16("D200").Value;
var value3 = client.ReadInt32("D210").Value;

//4、如果沒有主動Open，則會每次讀寫操作的時候自動開啟自動和關閉連線，這樣會使讀寫效率大大減低。所以建議手動Open和Close。
client.Open();

//5、讀寫操作都會返回操作結果物件Result
var result = client.ReadInt16("D210");
//5.1 讀取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 讀取失敗的異常資訊
var errMsg = result.Err;
//5.3 讀取操作實際傳送的請求報文
var requst  = result.Requst;
//5.4 讀取操作服務端響應的報文
var response = result.Response;
//5.5 讀取到的值
var value4 = result.Value;

9、OmronFinsClient(歐姆龍)讀寫操作

//1、例項化客戶端 - 輸入正確的IP和埠
OmronFinsClient client = new OmronFinsClient("127.0.0.1",6000);

//2、寫操作
client.Write("M100", true);
client.Write("D200", (short)11);
client.Write("D210", 33);

//3、讀操作
var value1 = client.ReadBoolean("M100").Value;
var value2 = client.ReadInt16("D200").Value;
var value3 = client.ReadInt32("D210").Value;

//4、如果沒有主動Open，則會每次讀寫操作的時候自動開啟自動和關閉連線，這樣會使讀寫效率大大減低。所以建議手動Open和Close。
client.Open();

//5、讀寫操作都會返回操作結果物件Result
var result = client.ReadInt16("D210");
//5.1 讀取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 讀取失敗的異常資訊
var errMsg = result.Err;
//5.3 讀取操作實際傳送的請求報文
var requst  = result.Requst;
//5.4 讀取操作服務端響應的報文
var response = result.Response;
//5.5 讀取到的值
var value4 = result.Value;

10、AllenBradleyClient(羅克韋爾)讀寫操作

//1、例項化客戶端 - 輸入正確的IP和埠
AllenBradleyClient client = new AllenBradleyClient("127.0.0.1",44818);

//2、寫操作 
client.Write("A1", (short)11); 

//3、讀操作
var value = client.ReadInt16("A1").Value;

//4、如果沒有主動Open，則會每次讀寫操作的時候自動開啟自動和關閉連線，這樣會使讀寫效率大大減低。所以建議手動Open和Close。
client.Open();

//5、讀寫操作都會返回操作結果物件Result
var result = client.ReadInt16("A1");
//5.1 讀取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 讀取失敗的異常資訊
var errMsg = result.Err;
//5.3 讀取操作實際傳送的請求報文
var requst  = result.Requst;
//5.4 讀取操作服務端響應的報文
var response = result.Response;
//5.5 讀取到的值
var value4 = result.Value;