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撕裂ModbusTCP协议对接文档

1. 概述

本文档描述了皮带撕裂检测系统与外部系统通过ModbusTCP协议进行数据交互的规范。系统将检测到的皮带撕裂信息写入保持寄存器，供外部系统读取。

2. 系统架构

• 服务器端：皮带撕裂检测系统
• 客户端：外部监控或控制系统
• 通信协议：ModbusTCP
• 默认端口：502

3. 数据格式

3.1 保持寄存器地址分配

起始地址	名称	类型	读/写	描述
0	系统状态	UInt16	读/写	系统运行状态和控制命令
1-16	撕裂信息1	结构体	只读	第一个撕裂检测结果
17-32	撕裂信息2	结构体	只读	第二个撕裂检测结果
33-48	撕裂信息3	结构体	只读	第三个撕裂检测结果
49-64	撕裂信息4	结构体	只读	第四个撕裂检测结果
65-80	撕裂信息5	结构体	只读	第五个撕裂检测结果
81	相机重连命令	UInt16	读/写	Modbus显示地址40082；写入非零值后停止并重新启动相机，执行后自动清零

3.2 单个撕裂信息结构

每个撕裂信息占用16个保持寄存器，具体分配如下：

寄存器地址(相对)	名称	类型	描述
0	撕裂ID	UInt32	撕裂的唯一标识符
2	状态	UInt16	撕裂状态
3	宽度	Float	撕裂宽度(mm)
5	深度	Float	撕裂深度(mm)
7-15	保留	-	保留用于未来扩展

3.3 数据类型说明

3.3.1 系统状态枚举

系统状态寄存器(地址0)既可以读取也可以写入:

读取时的状态值:

值	状态	描述
0	系统停止	系统处于停止状态，不进行检测
1	系统运行	系统正常运行，正在进行撕裂检测
2	系统忙碌	系统正在处理数据

写入时的控制命令:

值	命令	描述
0	停止工作	停止相机检测，停止算法处理
1	开始工作	启动相机检测，开始算法处理
2	报警复位	清空检测结果寄存器并确认当前撕裂；不停止或重连相机，不清空点云队列

3.3.2 撕裂状态枚举

值	状态	描述
0	keSG_tearStatus_Uknown	未知状态
1	keSG_tearStatus_New	新发现的撕裂
2	keSG_tearStatus_Growing	正在增长的撕裂
3	keSG_tearStatus_Ended	已结束的撕裂
4	keSG_tearStatus_Invalid	无效撕裂

3.3.3 浮点数表示

浮点数使用两个连续的16位寄存器表示，采用Modbus标准的大端字节序：

• 高16位存储在较低地址的寄存器中
• 低16位存储在较高地址的寄存器中

例如，浮点数3.14159会被分解为：

• 寄存器n: 高16位
• 寄存器n+1: 低16位

4. 功能码支持

功能码	描述	支持情况
0x03	读取保持寄存器	支持
0x06	写单个寄存器	支持地址0和地址81
0x10	写多个寄存器	支持单个地址0或地址81

5. 示例

5.1 控制系统状态

5.1.1 停止工作

请求：
功能码: 0x06 (写单个寄存器)
寄存器地址: 0
寄存器值: 0x0000

响应：
功能码: 0x06
寄存器地址: 0
寄存器值: 0x0000 (确认写入成功)

5.1.2 开始工作

请求：
功能码: 0x06 (写单个寄存器)
寄存器地址: 0
寄存器值: 0x0001

响应：
功能码: 0x06
寄存器地址: 0
寄存器值: 0x0001 (确认写入成功)

5.1.3 复位报警

请求：
功能码: 0x06 (写单个寄存器)
寄存器地址: 0
寄存器值: 0x0002

响应：
功能码: 0x06
寄存器地址: 0
寄存器值: 0x0002 (确认写入成功)

5.1.4 相机重连

请求：
功能码: 0x06 (写单个寄存器)
寄存器地址: 81 (显示地址40082)
寄存器值: 0x0001

系统完成相机停止和重新启动后自动将地址81清零。

5.2 读取系统状态

请求：
功能码: 0x03 (读取保持寄存器)
起始地址: 0
寄存器数量: 1

响应：
数据: 0x0001 (系统运行中)

5.3 读取撕裂信息

假设要读取第一个撕裂的信息：

请求：
功能码: 0x03 (读取保持寄存器)
起始地址: 1
寄存器数量: 8

响应：
数据:
- 地址1-2: 撕裂ID (例如 0x0000 0001)
- 地址3: 状态 (例如 0x0001 表示新发现)
- 地址4-5: 宽度 (例如 0x4049 0FD0 表示 3.14mm)
- 地址6-7: 深度 (例如 0x3F80 0000 表示 1.0mm)

6. 错误处理

系统可能返回以下Modbus异常码：

异常码	描述
0x01	非法功能码
0x02	非法数据地址
0x03	非法数据值
0x04	从设备故障

7. 注意事项

1. 系统最多同时报告5个撕裂信息
2. 当没有撕裂时，对应的寄存器区域保持为0
3. 浮点数精度为IEEE 754单精度格式
4. 撕裂信息数据为只读，仅系统状态寄存器(地址0)和相机重连命令(地址81)支持写入
5. 系统状态寄存器值为1表示系统正常运行
6. 写入系统状态寄存器时：
   • 写入0：停止相机检测和算法处理
   • 写入1：启动相机检测和算法处理
   • 写入2：复位报警并清空检测结果寄存器，不重连相机
7. 地址81写入非零值用于相机重连，命令执行后自动清零
8. 报警复位后，复位时仍存在的撕裂在消失前不会重复报警

8. 更新频率

撕裂信息更新频率取决于检测算法的处理速度，通常在每次检测到新的撕裂或撕裂状态发生变化时更新。