无人机螺杆检测 — ModbusTCP 协议（板二 ↔ 外部 PLC / 上位机）

版本	日期	说明
V1.0	2026-05-22	初版

一、协议概览

无人机螺杆双板系统的两板之间使用 ZeroMQ（控制 REQ-REP / 结果 PUB-SUB），与车间侧的 PLC、上位机通信使用 ModbusTCP。

ModbusTCP 通讯主要发生在 板二（DroneScrewCtrl） 与 外部控制器 之间：

┌──────────┐  Modbus TCP   ┌──────────┐    ZMQ    ┌──────────┐
│ PLC/HMI  │ ────────────> │   Ctrl   │ ────────> │  Server  │
│ 上位机   │ <──────────── │  (板二)  │ <──────── │  (板一)  │
└──────────┘   状态/结果    └──────────┘  结果上传  └──────────┘

TCP 端口：502（Modbus 默认）
Slave ID：1
字节序：寄存器内大端（按 Modbus 标准），跨寄存器多字数据低字在前（与项目其它 App 保持一致，可通过配置 byteOrder 切换）
触发模型：上位机写入控制寄存器触发 → Ctrl 转发到 Server → Server 检测结果反馈到 Ctrl → Ctrl 写入到上位机可读取的输入/保持寄存器

二、地址映射

寄存器分为 4 个区段：

区段	类型	地址范围	用途
控制命令	Holding (FC06/16)	`40001 ~ 40020`	由上位机写入，触发动作
实时状态	Input (FC04)	`30001 ~ 30030`	由 Ctrl 写出，上位机读取系统状态
检测结果	Holding (FC03/04)	`40101 ~ 40200`	当前一帧检测结果
参数配置	Holding (FC03/06)	`40301 ~ 40360`	算法 / 相机参数透传

Modbus 寄存器使用 1 基地址展示（PDU 实际为 0 基）。

2.1 控制命令（上位机写）

寄存器	名称	取值
40001	`CMD`	`1`=启动持续检测 / `2`=停止持续 / `3`=单次检测 / `10`=请求下一条结果 / `99`=心跳
40002	`CMD_ID`	命令序列号（防止重复触发）
40003	`TARGET`	`0`=自动 / `1..N`=指定相机
40004	`PARAM_BLOCK`	1=触发同步参数下发；写入后 Ctrl 读取 40301~40360 一次性更新
40005	`RESERVED`	保留

2.2 实时状态（上位机读 / Ctrl 写）

寄存器	名称	取值
30001	`WORK_STATUS`	`0`=Idle / `1`=Connecting / `2`=Streaming / `3`=Detecting / `9`=Error
30002	`SERVER_CONNECTED`	`0`=未连接 / `1`=已连接
30003	`CAMERA_CONNECTED`	`0`=Server 端相机断开 / `1`=已连接
30004	`ERROR_CODE`	最近错误码（0=无错误）
30005	`LAST_CMD_ACK`	最近一次完成的 CMD_ID
30006~30009	`RTSP_FRAME_FPS`,`STREAM_BPS_KB`,`LATENCY_MS`,`CPU_LOAD`	监控用
30010~30015	`VERSION_*`	软件 / 算法版本

2.3 检测结果（写入 1 帧后再写下一帧）

寄存器 40101 ~ 40200 共 100 个寄存器，按以下结构组织：

偏移	名称	说明
+0	`FRAME_ID_HI`	帧号高 16 位
+1	`FRAME_ID_LO`	帧号低 16 位
+2~+5	`TIMESTAMP[4]`	微秒时间戳（64 位）
+6	`IMG_WIDTH`	图像宽
+7	`IMG_HEIGHT`	图像高
+8	`BOX_COUNT`	检测目标数量 (`N`，最多 18)
+9	`RESULT_INDEX`	写 `0..N-1` 表示当前发送的第几个目标（配合 40001=`10` 翻页）
+10	`SUCCESS`	`1`=成功 / `0`=失败
+11~+15	保留	—
+16~+20	`BOX[0]`	`cls,score×100,x,y,w,h` 5 个字（score×100 为整数百分比）
+21~+25	`BOX[1]`	…
…	…	最多 18 个 box（占用 16~105 偏移），余量保留

2.4 参数配置（写入后通过 ZMQ 透传到 Server）

寄存器	名称	说明
40301	`SCORE_TH ×1000`	置信度阈值（千分位定点）
40302	`NMS_TH ×1000`	NMS 阈值
40303	`INPUT_WIDTH`	模型输入宽
40304	`INPUT_HEIGHT`	模型输入高
40305	`MODEL_TYPE`	0=YOLO, 1=自定义
40310	`EXPOSURE_TIME_US_HI`	曝光时间高 16 位（μs）
40311	`EXPOSURE_TIME_US_LO`	曝光时间低 16 位
40312	`GAIN ×100`	增益（百分位定点）
40320	`RTSP_REQUEST`	0=保持当前 RTSP 配置 / 1=请求重新发布 RTSP URL
40330~40359	`MODEL_PATH[]`	模型路径 ASCII（每寄存器 2 字符，截止 0x00）

三、典型时序

3.1 启动一次单帧检测

PLC                       Ctrl                        Server (ZMQ)
 │                          │                              │
 │── 40001 := 3 ─────────▶  │                              │
 │   40002 := SEQ           │── ZMQ REQ {"cmd":"single"} ─▶│
 │                          │◀─── REP {"ok":true}──────────│
 │                          │                              │
 │                          │◀─── PUB topic="result", json │
 │                          │  写 40101..40200             │
 │◀── 30005 := SEQ ─────────│                              │
 │   30001 := Detecting     │                              │
 │── FC03(40101..40200) ──▶ │ (读结果)                     │

3.2 启动持续检测

40001=1 → Ctrl 转发 start → Server 持续 PUB → Ctrl 每帧覆盖写入 40101~40200，并将 FRAME_ID 写到 30005 之后让 PLC 轮询

3.3 多目标翻页

如果一次检测有 BOX_COUNT > 18，PLC 反复写 40001=10 触发下一页结果（Ctrl 在内部维护索引）。

四、错误码（ERROR_CODE）

码值	含义
0	正常
1001	Server 离线
1002	RTSP 拉流断开
1003	ZMQ 控制超时
2001	相机端连接失败（Server）
2002	相机取流超时
3001	算法异常
9999	未知错误

五、实现入口

板二的 ModbusTCP 服务通过现有 Module/ModbusTCPServer 提供：

启动：MainWindow 在 InitApp 中调用 IVrModbusTCPServer::CreateObject → Init(502, slaveId=1)
寄存器更新：DroneScrewCtrlPresenter::onResultReceived 收到 ZMQ 结果后，调用 WriteRegisters(40101, ...)
命令解析：在 OnModbusWriteCallback(startAddr, data, count) 中识别 40001~40020 区段并触发对应 ZMQ 命令

真实接入时根据上位机厂商习惯调整字节序（byteOrder 配置项），结构上无需改变。

8.2 KiB Raw Blame History Unescape Escape