i.MX6开发板QT系统Modbus移植和使用

翠花儿

本章节介绍 modbus 库如何移植到 ARM 开发板上，以及如何使用测试程序。 相关的配套资料在网盘资料“iTOP-i.MX6开发板资料汇总（不含光盘资料）\08_iTOP-i.MX6开发板Linux系统开发资料\26-QT系统Modbus移植和使用”目录下。

1 什么是Modbus

网络上关于 modbus 介绍的文章非常多，还有专门介绍 modbus 的书籍，这些资料大家都可以利用起来，但是在这一小节中，作者希望帮助大家理解 modbus 的本质，modbus 到底是用来做什么，用来解决什么问题，有什么存在的价值呢？

第一个要重点理解的是：modbus 是一个“纯数据协议”。说到 modbus 协议，经常和 RS232 和 RS485 以及以太网联系到一起。那么 modbus 和RS485 协议有什么关系么？modbus 是纯粹的数据协议，和 RS232、RS485 和网络等协议没有一点关系，如果在串口 RS232 上使用 modbus 协议，modbus 只处理通过串口发送前和串口接收后的数据，串口只是在发送数据前使用 modbus 协议来转换数据，接收数据之后，将数据通过 modbus 协议转换出来。

第二个要重点理解的是：modbus 是一个“通用的纯数据协议”。 modbus 是用于工业现场的总线协议，它不仅仅是在 PLC 或者单片机上可以使用，在任何可以跑代码的电子设备上都可以使用，因为 modbus 对硬件没有任何定义。当然，modbus 应用范围主要是在工业控制上。如果每一台工业控制设备，都有一种自定义的协议，那将是很恐怖的，modbus 协议可以用在所有控制设备上，所有的工业控制设备都可以兼容 modbus 协议。modbus 的本质是一个通用的纯数据协议，是用来规范工业现场各种控制设备的通信协议，通过 modbus 协议控制设备，通过网络（RS485 和以太网等）可以和其它设备之间通信，不同厂商生产的设备可以很方便的连成工业网络。

2 源码下载

可以从 libmodbus 官网 http://libmodbus.org/download/下载 3.1.4 版本，也可以用迅为提供的下载好的源码。作者将“libmodbus-3.1.4.tar.gz” 放在了本文档对应的资料包里面。

在 Ubuntu下新建一个modbus文件夹，将下载的libmodbus-3.1.4.tar.gz放入modbus文件夹里面，解压后，再新建install路径，用来安装生成的文件。

3 安装交叉编译工具链

1编译的时候需要用到交叉编译工具，这里安装的是 arm-2009q3 编译器，在网盘目录 “03-系统固件烧写及编译篇\05开发板系统源码编译\arm-2009q3.tar.bz2”下，如下图所示，压缩包“arm-2009q3.tar.bz2”。

2使用 SSH 工具将交叉编译工具拷贝到 Ubuntu14系统的文件夹“usr”-- >“local”-->“arm”中，local 下默认没有 arm 文件夹，可以新建一个。如下图所示。

拷贝编译器之后如下图所示。

3 然后在 Ubuntu 系统中将压缩包解压到当前目录下。

使用命令“cd /usr/local/arm/”进入/usr/local/arm 文件夹，然后使用解压命令“tar - vxf arm-2009q3.tar.bz2”解压压缩包,如下图所示。

4 修改交叉编译工具路径，需要修改环境变量，具体操作如下：

在 Ubuntu 命令行中，执行命令“cd /root”和“vim .bashrc”，打开环境变量文件 “.bashrc”，如下图所示。

然后在“.bashrc”文件中的最后一行添加如下信息：“export PATH=$PATH:/usr/local/arm/arm-2009q3/bin” 如下图所示。

修改完成后保存退出。

5 执行下列命令，更新环境变量“source .bashrc”的命令，如下图所示。

6最后，在 Ubuntu 命令行中输入命令“arm”，然后按 TAB 键，如果在命令行中能够看到 arm 编译器的信息，就表明交叉编译工具安装成功，如下图所示。

4 编译libmodbus库文件

进入libmodbus-3.1.4，执行命令./configure ac_cv_func_malloc_0_nonnull=yes --host=arm-none-linux-gnueabi --enable-static --prefix=/home/topeet/iMX6Q/modbus/install/ 。
Host=后面的是编译器前缀，--prefix=后面的是安装目录，可根据自己环境确定，如下图所示：

执行完毕，如下图所示：

执行编译命令“make”，执行完如下图所示

执行安装make install命令，执行完如下图所示：

查看安装目录 install，在 install 生成三个目录：include、lib、share，如图所示。

如下图所示，使用 file 命令查看 lib 目录下的库文件，可以发现其中的文件是 arm 架构的。

将编译出来的 lib 路径下的所有文件拷贝到开发板的“/lib”目录下。

至此，modbus 的 arm-linux 的库文件编译完成。

5 移植ARM测试程序

进入目录/home/topeet/iMX6Q/modbus/libmodbus-3.1.4/tests查看测试程序 random-testserver.c，如图所示，已经编译出来了，但是还是需要修改一下源码中的几个参数，重新编译

输入命令 vim random-test-server.c 打开测试程序，里面 23 行ctx=modbus_new_tcp("127.0.0.1", 1502); 改成 ctx = modbus_new_tcp(NULL, 1502);，即 server 监控所有的 ip 地址，端口是 1502。修改为如图所示：

然后执行命令交叉编译命令
arm-none-linux-gnueabi-gcc -o random-test-server random-test-server.c -L/home/topeet/iMX6Q/modbus/install/lib -lmodbus -I/home/topeet/iMX6Q/modbus/install/include/modbus

生成可执行文件 random-test-server，如图所示。

如下图所示，可执行文件是 arm 架构的。至此，arm 服务端的测试例程“random-test-server”编译完成  

6 X86-Linux的Modbus的移植和编译

1 在 modbus 目录下再建一个文件夹x86-modbus,如下图所示，使用命令“tar -vxf libmodbus-3.1.4.tar.gz -C x86-modbus/”，将源码解压到x86-modbus这个文件夹下，

2执行命令“./configure”,不用加任何参数，默认就是 GCC-x86 配置,如下图所示：

配置完成，如下图所示

3 执行“make”编译命令，编译完成如下图所示：

4 执行安装命令“make install”，安装完成，如下图所示：

5进入 test 目录，前面我们编译的 arm 下的测试程序是 server,那么 Ubuntu 下运行的就应该是 client 客户端，如下图所示。

6客户端需要服务端的 IP 地址，如下图所示，作者的服务端（也就是开发板端）IP 是“192.168.1.12”。

接着，修改 x86-modbus 目录下的“random-test-client.c”文件，使用 vim 命令打开 random-test-client.c 文件，如下图所示：

file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\ksohtml6796\wps77.jpg

将 ctx = modbus_new_tcp("127.0.0.1", 1502); 改成 ctx = modbus_new_tcp(开发板 IP, 1502);

如下图所示，然后保存退出。

7执行命令：

gcc -o random-test-client random-test-client.c `pkg-config --libs --cflags libmodbus` 编译生成 random-test-client 可执行文件，如下图所示，编译出的可执行文件是 x86 的

到此x86上的测试程序编译完成。

7 测试

1我们开发板里面运行的是QT5.7系统，系统镜像在文档相关的资料包里面有提供，烧写完QT5.7系统以后开机，等系统运行。首先确保开发板和虚拟机 Ubuntu 可以 ping 通（记得插网线）如下图所示，作者虚拟机的 IP 为“192.168.1.6”，通过开发板可以 ping 通Ubuntu。将编译好的arm类型的random-test-server测试程序放入开发板bin目录下面。

2 然后arm开发板执行

./bin/random-test-server

3 Ubuntu执行./random-test-client

如果执行出现找不到库的错误提示，输入下面的代码，再执行./random-test-client

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/mysql/lib:$LD_LIBRARY_PATH