一种成熟的MODBUS上位机软件(MThings) 永久免费中文英文组态告警历史存储网关

声明：

摩尔信使MThings为长念（上海）技术开发有限公司独立创作，

我方已经向国家商标总局申请商标专利、向国家知识产权局申请多项发明专利、软件著作权。

注意：

A、

摩尔信使MThings不同于普通的串口/网络调试工具或同类上位机软件，

需要具备一定的Modbus标准基础知识和网络知识，强烈建议略读全文后使用。

B、

软件自带《使用手册》，打开软件后点击F1。

1  概述

摩尔信使MThings是一款全新的标准化专业MODBUS上位机软件，提供主从机一体化操作，

可用于MODBUS协议接口的调试测试、Modbus设备运维。

 

2  数据

MODBUS协议是一份相对简单的总线协议，

交互流程和报文约定在《Modbus Application Protocol V1_1b3》中可以得到明确的解答。

这里对经常引起歧义的数据块和数据定义阐述个人理解。

2.1  数据块

   协议中定义4种数据块，基于数据类型可分为两类：BIT数据和寄存器数据，结合读写属性，数据块之间的关系如下图：

2.2  数据

数据是数据块中具体信息的详细定义，不同数据块中的数据定义是相互独立的。

一条数据定义可以包含多个连续BIT/REG数据点。

描述数据的属性主要包括：

＠隶属数据块

＠数据名称

＠数据地址

＠数据量

＠数据类型（协议类型）

＠数据系数（浮点数据被整形传输时涉及）

＠字节序（寄存器数据涉及）

＠字序（寄存器数据量≥2Word涉及）

＠同一数据块中，不同的数据定义的数据地址+数据量不能出现重叠；

＠任何数据块的数据在从机侧都是可读可写的；

＠不同数据块中的数据在从机侧可以指向同一数据对象，其拥有两个不同数据块地址，区别在于通过这种差异开放不同的读写权限;

＠REG数据的数据量最小为1，最大值不得超过上限（输入寄存器：125，保持寄存器123）；

＠BIT数据的数据量固定为1，代表占用1Bit，同时数据系数属性失效；

2.3     数据块与数据的关系

＠同一数据块中，不同的数据定义的数据地址+数据量不能出现重叠；

＠任何数据块的数据在从机侧都是可读可写的；

＠不同数据块中的数据在从机侧可以指向同一数据对象，其拥有两个不同数据块地址，区别在于通过这种差异开放不同的读写权限;

＠REG数据的数据量最小为1，最大值不得超过上限（输入寄存器：125，保持寄存器123）；

＠BIT数据的数据量固定为1，代表占用1Bit，同时数据系数属性失效；

2.4    传输类型与呈现类型

MThings提供友好的数据可视化方法，支持以实际业务格式展示报文数据。

传输类型即MODBUS数据协议中定义的类型，通常以整形居多，

但往往并非数据实际格式，使用者为了确认数据的正确性需要重新计算。不够直观的调试数据无疑严重影响调测效率和准确度。

MThings支持用户指定每项数据的传输类型和呈现类型，

调试过程中，软件自动按配置转换，界面呈现的数据将是数据的真实内容。

例如，从机上报电压数据10.5V，寄存器传输过程中数据则为0X0069，

MThings收到数据后，将整形数据乘以系数0.1，界面呈现还原之后的数据10.5V。

在录入数据配置时，MThings提供的参数包括传输类型、呈现类型、系数、单位四项配置，他们的含义分别是：

参数	含义
传输类型	有符号整形（INT）、无符号整形（UINT）、浮点型（FLOAT）、字节流（BYTES）、位数据（BIT）
呈现类型	十进制整形（INT-DEC）、十六进制整形（INT-HEX）、浮点型（FLOAT）、字节流（BYTES）、字符串（STRING）、纪元秒（TIME）、枚举（ENUM）
系数	如呈现数据类型为浮点型且传输类型为整形，需配合系数使用，软件自动将收到的数据乘以系数转化为浮点数据来显示。
单位	辅助数据含义描述，直接呈现在界面

MThings支持多种协议传输类型和UI数据类型，对应关系如下：

3  功能介绍

3.1  界面分区

1. 主菜单：用于切换“主功能页面”。
2. 设备列表：辅助“主菜单”，用户通过单击设备名称，可切换当前激活设备，指定新的“主功能页面”所属设备。
3. 更多功能：作为配置文件操作、通道管理、系统参数、用户管理、授权管理等功能入口。
4. 报文监控：查阅和管理各链接的通信报文。
5. 主功能页面：对应“主菜单”，提供主功能操作界面。

3.2  配置文件管理

配置文件包含完整的MThings使用过程配置信息，

主要包括：通道列表、通道参数、设备列表、设备高级参数、数据配置。

1. 新建配置：用于创建一个新的工程配置文件，首次使用可以不用新建配置，MThings退出前将提示配置存储。
2. 打开配置：通过导入功能切换工程配置文件。
3. 另存配置：通过另存为操作导出复制当前工程配置，同时当前工程配置文件切换到新路径。
4. 保存配置：及时存盘工程配置文件。

 

3.3 通道管理

MThings软件支持以串口、TCP链接、UDP单播的方式与目标机建立通信，

这三种通信方式统称为通道。通道是设备的关键属性，通道确定设备通信方式，是创建设备的前提。

3.4  串口通道

通过辅助菜单中的“通道”进入通道管理页面，查看当前PC中实际存在的串口列表。

MThings启动后，自动更新一次串口列表。

如上图所示，串口相关操作如下：

1. 选择过滤通道列表中所包含的链接类型，界面默认为全部类型，切换为“串口通道”后，列表中仅保留串口通道。
2. 当软件开启后，插入USB转RS485模块，单击“刷新”，可将新串口添加至列表中，如未出现新串口，请检查模块驱动。当链接列表中出现无效串口（串口不存在且无挂靠设备）时，单击“刷新”，可将将这些串口从数据配置中移除。
3. 如需修改串口详细参数，单击“配置”按钮进入“串口参数配置”页面。
4. 查看通道状态，通道状态含义如下：已关闭、已连接、故障。
5. 手动打开或关闭串口。添加设备前，无需手动开启。手动模式可用于批量控制链接上挂靠的所有设备，使其启动或停止。

串口通道状态定义

通道状态	含义
已关闭	软件未启用该串口或被手动关闭
已连接	软件成功打开并初始化串口
故障	软件打开串口失败，原因可能是串口被其它软件占用或设置的串口参数不合法

串口链接参数定义

参数	含义
通道名称	操作系统分配信息，不可修改
传输模式	用于指定当前串口上运行的传输协议类型，可选择“MODBUS-RTU”或“MODBUS-ASCII”
字符类型	当传输模式选择“MODBUS-ASCII”时，通过该参数指定协议字符使用大写或小写，默认为标准协议要求的大写方式
波特率	支持1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200bps，如设置为其它数值将导致串口打开失败
校验方式	指定串口字节中数据校验方式
数据位	指定串口字节数据中数据位个数。如MODBUS-ASCII协议中要求数据位为7Bit时，请修改该参数
停止位	指定串口字节中停止位长度
流控类型	默认无流控，根据实际应用按需修改

3.5  网络通道

通过辅助菜单中的“通道”进入通道管理页面，可查看网络通道列表。

首次使用时，无网络通道，需用户根据需要创建。如上图所示，网络相关操作如下：

1. 单击“新增网络链接”按钮，可创建一路新网络通道。
2. 单击“移除网络链接”，删除通道列表中已被勾选的网络通道。
3. 网络通道参数配置页面。 

网络通道状态定义

通道状态	含义
已关闭	软件未启用该链接 链接被对端断开 链接被手动关闭
已连接	网络通道已成功建链
连接中	TCP客户端：正在连接服务端 TCP服务器：正在等待接入客户端
故障	TCP服务端：本地端口被占用 UDP单播： 本地端口被占用 串口：已有其它软件使用该串口

网络通道参数定义

参数	含义
通道名称	MThings统一分配，不可修改
链接模式	选择MThings在网络层的链接角色，可选择TCP客户端、TCP服务端、UDP单播
重新建链周期（秒）	当链接模式选择为“TCP客户端”，通过设置重新建链周期，可指示MThings按照指定时间间隔重新建链，通过这种方式可以模拟短链接。默认周期为0，代表长链接。
链接空闲保持时间（秒）	当链接模式选择为“TCP客户端”或“TCP服务端”时，链接建立后，如果在参数指定时间内无任何数据交互，MThings将主动关闭链接。
传输模式	用于指定当前链接上运行的传输协议类型，可选择“MODBUS-RTU”、“MODBUS-ASCII”、“MODBUS-TCP（同步）”、“MODBUS-TCP（异步）”
字符类型	当传输模式选择“MODBUS-ASCII”时，通过该参数指定协议字符使用大写或小写，默认为标准协议要求的大写方式。
本地IP	该参数用户指定本地发起IP，可不配置，MThings可自动择优。
本地端口	当链接模式选择为“TCP服务端”或“UDP单播”，需指定绑定本地端口。 当链接模式选择为“TCP客户端”，该参数为只读数据，用于呈现已连接状态下的本地发起端口号。
目标域名/IP	当链接模式选择为“TCP客户端”，该参数用于指定服务端的域名或IP地址。 当链接模式选择为“UDP单播”，该参数用于指定数据发送对象的IP地址。
目标端口	当链接模式选择为“TCP客户端”，该参数用于指定对端（服务端）绑定端口号。 当链接模式选择为“UDP单播”，该参数用于指定数据发送对象的接收端口号。
客户端IP	当链接模式选择为“TCP服务端”，该参数用于指定允许接入当前服务端的客户端IP，其它IP地址发起的连接请求将被过滤丢弃。如不需过滤功能，该参数请设置为“--”或清空。
源端口	当链接模式选择为“TCP服务端”，该参数为只读数据，用于呈现已连接的客户端发起端口号。
最大并发请求数	当传输模式选择为“MODBUS-TCP（异步）”，该参数可控制异步并发规模，调节并发请求个数

3.6 系统参数

系统参数页面提供MThings软件全局控制参数，用户可运行时修改并及时生效，参数值将保存在本地。

系统参数定义

参数	含义
语言/Language	切换软件的语言。
自启动	功能开关，用于控制MThings是否随操作系统自启动，默认关闭。
数据页面刷新	功能开关，为了避免CPU算力资源浪费，当用户启用“系统”页面进行数据阅览后，可通过该开关，关闭所有设备“数据”页面的数据更新，但其并不影响数据的接收、解析、存储。
运行模式	支持桌面或者PAD模式，让软件在不同的终端运行具备更好的展示效果。
隐藏主菜单	支持隐藏或显示主菜单，便于扩展组态画布。隐藏主菜单后，“更多功能”按钮将自动隐藏，如需显示该按钮，需点击右上角区域。

3.7 定制菜单

定制菜单功能允许用户自定义需要显示的页面内容及其排列顺序。

简略的主菜单有益于节省软件的资源占用。

1. 快速切换两种预置的主菜单组合；
2. 若需自定义菜单组合，先清空已有菜单；
3. 展现当前已选择需显示的菜单内容；
4. 单击选择需要显示的菜单，单击的顺序将影响菜单的排列顺序。

3.8 用户管理

用户管理页面提供两种用户类型：管理员、终端用户。

管理员可以执行MThings所提供的所有功能，终端用户仅允许操作部分功能，不显示调测功能，禁止其修改设备数据、告警、系统配置等。

用户权限分配

页面	管理员	终端用户
系统页面	✔	✔
历史数据页面	✔	✔
告警数据页面	✔	✔
逻辑控制页面	✔	✔
数据页面	✔	✔
自定义页面	✔	✘
统计页面	✔	✘
辅助页面	✔	✘
关于页面	✔	✔

管理员默认为无密码。

MThings首次使用，默认为无密码管理员，支持管理员修改自身密码。

一旦管理员设置了非空密码，MThings重启后以终端用户登录。

用户需自行输入管理员密码切换为管理员用户。

3.9 授权管理

针对MThings中的商用（付费）功能，用户需要获得授权后方能使用。

用户购买授权前，需进入授权管理页面生成机器识别码。

获得授权证书后，进入授权管理页面导入授权证书，激活商用功能。

授权证书仅限一台运行PC使用，如需扩展多台PC，应提前购买多份。

1. 单击后，自动生成唯一机器码，可用于购买授权证书；
2. 联系客服付款，获得授权证书；
3. 获得授权证书后，单击此按钮导入授权证书。

警告：重装系统、磁盘更换等行为可能使得系统关键标识信息变化，导致授权失效，需重新购买授权。

系统关键标识信息无法正常获取的操作系统将无法生成机器码，进而无法获得授权。

4 设备管理

设备是通信目标设备的本地镜像或服务对象，设备是进行一切MThings功能的基础。

通过这种设备集成方法，MThings才具备了多设备、多协议、多通道的调试能力。

4.1 添加设备

1. 添加设备入口；
2. 选择添加设备所在的通道；
3. 选择添加设备的设备类型；若对端设备是从机，此处选模拟主机；对端软件是上位机，此处选择模拟从机；
4. 选择添加设备的地址；
5. 点击“添加”后所配置的设备呈现在【06】；
6. 单击“添加”按钮；
7. 新增设备将出现在设备列表中。

设备（节点）地址范围为0~255，起始地址应小于等于结束地址。

通过设置起始地址和结束地址，支持一次添加多个设备，如起始地址等于结束地址代表仅添加一台设备。

如待添加的设备地址分散在多个区间，可以多次点击添加。

4.2 移除设备

1. 选择需要移除的设备，通过拖拽鼠标，支持连续选择多个设备。
2. 单击“移除”按钮。

警告：移除设备将删除设备下的所有数据配置信息，请谨慎操作！

如设备被误移除，请重新加载工程配置，切记不要保存当前配置。

 

4.3 设备信息查看

单击“>>”按钮，设备列表自动扩展页面，

显示设备关键信息：设备类型、设备ID、所属通道、设备地址。

设备名称状态含义

设备名称状态	含义
蓝色背景	当前设备被选中
字体红色	设备停止运行，所属链接断开或设备被禁用

设备状态标识含义解释

1. 已连接，尚未进行任何数据读写操作；
2. 已连接，但存在数据读写异常；
3. 已连接，数据读写正常；
4. 设备被禁用；
5. 设备所属通道异常。

添加设备后，摩尔信使MThings分配默认名称，其格式说明如下：

4.4 设备属性修改

针对已创建的设备，支持修改设备关键属性，包括：设备名称、所属链接、设备地址。

通过修改设备名称，用户可根据自定义需求命名更佳的标记。

通过修改所属链接、设备地址，用户可快速适配运行环境的变化。

用户可提前在本地的任意链接上进行设备添加、数据配置和调试，现场调试时，则可快速切换为实际工作链接。

1. 双击需要修改的设备行。
2. 弹出“变更设备关键信息”页面，可在数值列修改设备关键属性信息。
3. 如需将变更后的所属链接信息同步至其它设备，单击“同步通道配置至其它设备”按钮，选择需要复制新链接信息的设备，软件将自动修改指定设备的所属链接。

所属链接和设备地址变更后，如原设备名称为默认名称，

软件将自动更新默认名称中的链接和地址字段，无需手动修改设备名称。

例如，设备原名称为：[M]COM1-001，如所属链接修改为COM2，地址修改为2，

设备属性修改完成后，设备名称将自动变更为[M]COM2-002。

禁止无效的设备名称，设备名称不允许为空，同时要保证全局唯一，否则将提示修改失败。

禁止相同通道内存在不同设备类型，设置的新所属通道中，如果已有其他设备类型，将提示修改失败。

禁止设备地址重复，设置的新设备地址，如果在当前通道中已存在，将提示修改失败。

已添加设备不支持修改设备类型。

如在添加设备时，类型选择错误，同时已经完成大量数据配置，

建议先导出设备下的数据模板，删除错误设备，重新添加正确类型的设备，并导入数据模板。

5 设备数据配置

设备数据配置就是将MODBUS数据协议定义转换为MThings配置。

完成设备数据配置后，无需手动组包和数据换算，通过简单的按钮操作即可以快速发起轮询、批量读写、单个读写。

MThings支持直观可视化展示协议数据信息，可快速提升调测效率。

5.1 新增数据配置

方法1：

1. 单击“数据”菜单。
2. 单击设备名称，选择需要数据配置的设备。
3. 单击“新增”按钮。
4. 弹出“新增数据配置”页面，默认每次新增一条数据，起始数据地址为当前配置中最后一行数据地址+数据量。用户可修改新增的配置条数、区块和起始数据地址。

该方法新增的数据将直接添加至表尾。

方法2：

可通过拖拽表格中任一已有数据配置的“区块”单元格触发新增，拖拽的起始行，即为模板行，新配置将插入至拖拽结束位置。

5.2 删除数据配置

1. 单击ID列，选中需要删除的数据配置，双击表头“ID”可全选或取消全选。
2. 单击“删除”按钮。

5.3 编辑配置项

配置项操作说明

配置项	用途&配置方法
ID	不可编辑，软件按序分配。
名称	数据名称，可任意定义，不可为空。
数值	不可编辑，操作态中，双击可触发单次读操作。
指令	双击后开始编辑，输入待下发的写指令数据，如无背景色，代表数据不支持下发写指令。
写	操作态时，双击触发写指令下发。
单位	数据单位，可任意定义。
范围	数据值范围，用于辅助调试，可任意定义，不参与校验过程。
区块	双击单元格后选择修改数据区块类型，区块定义参考MODBUS标准协议，修改区块后，可能导致其他字段强制修改。
地址	当前数据项的起始地址，无需前导数。 范围：0~65535。 注：结合高级参数中的地址偏移，该地址为协议（界面）地址，而非传输地址，如地址偏移为-1，则该地址最小值必须大于0，否则地址不合法。
数量	当前数据项连续占用的数据地址个数。 如数据项为寄存器数据，单位为字（2字节）。 如数据项为BIT数据，数量强制为1，不可修改。 不得小于1。 如数据项为保持寄存器，不得大于123。 如数据项为输入寄存器，不得大于125。
位偏移	用于寄存器数据，如数据项仅占用寄存器其中的部分位，该项配置则用于指定占用位的起始偏移。如数据不涉及寄存器部分位，该项配置使用默认值即可。 注：位偏移基于已完成的字节序/字序转换数据，由数据低位开始，最低位为0。
位数	用于寄存器数据，如数据项仅占用寄存器其中的部分位，该项配置用于指定占用的总位数。如数据不涉及寄存器部分位，该项配置使用默认值即可。 寄存器的位数默认值 = 数据数量 * 16。 BIT数据的位数固定为1。 位数可配置范围1~64Bit。
系数	用于寄存器数据的本地转换，支持将接收的数据进行线性运算，例如：呈现数据 = 协议整形数据 * 系数 + 偏移。 其它类型组合时，系数固定为1。 系数推荐设置范围：±(0.000001~1)。
偏移	同上一行说明
轮询	模拟主机支持该配置项。勾选后，该项数据参与批量读，否则发起批量读请求时，忽略该数据项。
批量写	模拟主机支持该配置项。勾选后，该项数据参与批量写，否则发起批量写请求时，忽略该数据项。线圈状态和保持寄存器数据可勾选，不支持只读数据。
传输类型	双击单元格后选择修改MODBUS数据协议中定义的数据类型，请确认并与协议保持一致。详细说明请参考数据章节。
呈现类型	双击单元格后选择修改软件界面呈现的数据类型，可实现更友好的数据可视化，与传输类型存在约束关联，详细说明请参考数据章节。
小数位数	如呈现类型为浮点数，该参数生效，否则强制为0。 用于控制数值的小数点个数，可设置范围0~9。
字节序	用于寄存器数据，如数据数量为1、2、4时，需要指定字节序。请参考MODBUS数据协议要求，如无特殊要求，选择大端。其它数据长度时，字节序默认为大端。
字序	用于寄存器数据，如数据数量为2、4时，需要指定字序。请参考MODBUS数据协议要求，如无特殊要求，选择大端。其它数据长度时，字序默认为大端。
间隔时间	用于控制读写请求之间的间隔时间。 模拟主机模式下，该时间生效于收到响应（超时）之后。 模拟从机模式下，该时间生效于请求与响应之间。 如数据项与其它数据项合并为一个请求/响应，间隔时间取其中最大值。 注：当模拟主机处于MODBUS-TCP异步传输模式，该参数不生效。
超时时间	用于模拟主机，指示数据读写请求的最大允许响应延时，超过该时间则判为超时，继续下一个请求。 如数据项与其它数据项合并为一个请求，超时时间取其中的最大值。
重发次数	用于模拟主机，指示当数据读写请求超时后，是否需要重发及其重发次数。默认设置为0时，代表不重发。

 

模拟主机的超时时间和间隔时间示意

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

模拟从机的间隔时间示意

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

位偏移&位数示例

5.4 批量编辑

如需快速修改多行配置，可使用“批量修改”功能。“序号”、“名称”、“数值”等列不支持该功能。

1. 通过鼠标拖动或Shift按键连续多选，通过Ctrl按键离散多选需要修改的参数项目，所选项目应保持为同一列中的参数。
2. 单击“批量修改”按钮。
3. 设置或选择新的参数。

5.5 一键修改

如需快速编辑数据配置的“名称”、“单位”、“地址”、“数量”、“位偏移”、“位数”、“系数”、“偏移”、“范围”，

MThings支持用户拷贝多行Excel数据，并粘贴至数据配置表指定位置。

批量填充配置示例

5.6 标记数据背景色

标记数据背景色示意

1. 长按需要标记背景色的数据“名称”单元格，将会弹出“设置数据名称背景色”页面。
2. 单击“选择颜色”按钮，选择自定义背景色。
3. 单击“重置颜色”按钮，可将背景还原为初始颜色。
4. 单击“同步至其它数据”按钮，可将选择的背景色复制给其它数据行。

 

更多内容，请查看软件安装包中自带的用户手册

 

注意事项：

1、运行电脑的显示器分辨率：800*600或更高，推荐使用分辨率1920*1080。支持Win7及以上版本，兼容32/64位。