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# 无人机螺杆检测 — ModbusTCP 协议（板二 ↔ 外部 PLC / 上位机）
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| 版本 | 日期 | 说明 |
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| V1.0 | 2026-05-22 | 初版 |
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## 一、协议概览
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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**。
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ModbusTCP 通讯主要发生在 **板二（DroneScrewCtrl）** 与 **外部控制器** 之间：
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┌──────────┐ Modbus TCP ┌──────────┐ ZMQ ┌──────────┐
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│ PLC/HMI │ ────────────> │ Ctrl │ ────────> │ Server │
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│ 上位机 │ <──────────── │ (板二) │ <──────── │ (板一) │
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└──────────┘ 状态/结果 └──────────┘ 结果上传 └──────────┘
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- **TCP 端口**：`502`（Modbus 默认）
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- **Slave ID**：`1`
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- **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）
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- **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
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## 二、地址映射
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寄存器分为 4 个区段：
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| 区段 | 类型 | 地址范围 | 用途 |
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|---------------|-------------------|-------------------|---------------------------------|
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| 控制命令 | Holding (FC06/16) | `40001 ~ 40020` | 由上位机写入，触发动作 |
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| 实时状态 | Input (FC04) | `30001 ~ 30030` | 由 Ctrl 写出，上位机读取系统状态 |
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| 检测结果 | Holding (FC03/04) | `40101 ~ 40200` | 当前一帧检测结果 |
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| 参数配置 | Holding (FC03/06) | `40301 ~ 40360` | 算法 / 相机参数透传 |
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> Modbus 寄存器使用 1 基地址展示（PDU 实际为 0 基）。
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### 2.1 控制命令（上位机写）
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| 寄存器 | 名称 | 取值 |
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|--------|-------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------|
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| 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 |
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| 40002 | `CMD_ID` | 命令序列号（防止重复触发） |
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| 40003 | `TARGET` | `0`=自动 / `1..N`=指定相机 |
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| 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 |
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| 40005 | `RESERVED` | 保留 |
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### 2.2 实时状态（上位机读 / Ctrl 写）
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| 寄存器 | 名称 | 取值 |
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|--------|---------------------|-----------------------------------------------------------------------------------------------|
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| 30001 | `WORK_STATUS` | `0`=Idle / `1`=Connecting / `2`=Streaming / `3`=Detecting / `9`=Error |
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| 30002 | `SERVER_CONNECTED` | `0`=未连接 / `1`=已连接 |
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| 30003 | `CAMERA_CONNECTED` | `0`=Server 端相机断开 / `1`=已连接 |
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| 30004 | `ERROR_CODE` | 最近错误码（0=无错误） |
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| 30005 | `LAST_CMD_ACK` | 最近一次完成的 CMD_ID |
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| 30006~30009 | `RTSP_FRAME_FPS`,`STREAM_BPS_KB`,`LATENCY_MS`,`CPU_LOAD` | 监控用 |
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| 30010~30015 | `VERSION_*` | 软件 / 算法版本 |
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### 2.3 检测结果（写入 1 帧后再写下一帧）
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寄存器 40101 ~ 40200 共 100 个寄存器，按以下结构组织：
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| 偏移 | 名称 | 说明 |
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|---------|-------------------|------|
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| +0 | `FRAME_ID_HI` | 帧号高 16 位 |
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| +1 | `FRAME_ID_LO` | 帧号低 16 位 |
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| +2~+5 | `TIMESTAMP[4]` | 微秒时间戳（64 位） |
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| +6 | `IMG_WIDTH` | 图像宽 |
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| +7 | `IMG_HEIGHT` | 图像高 |
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| +8 | `BOX_COUNT` | 检测目标数量 (`N`，最多 18) |
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| +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） |
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| +10 | `SUCCESS` | `1`=成功 / `0`=失败 |
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| +11~+15 | 保留 | — |
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| +16~+20 | `BOX[0]` | `cls,score×100,x,y,w,h` 5 个字（score×100 为整数百分比） |
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| +21~+25 | `BOX[1]` | … |
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| … | … | 最多 18 个 box（占用 16~105 偏移），余量保留 |
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### 2.4 参数配置（写入后通过 ZMQ 透传到 Server）
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| 寄存器 | 名称 | 说明 |
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|--------|-----------------------|------|
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| 40301 | `SCORE_TH ×1000` | 置信度阈值（千分位定点） |
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| 40302 | `NMS_TH ×1000` | NMS 阈值 |
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| 40303 | `INPUT_WIDTH` | 模型输入宽 |
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| 40304 | `INPUT_HEIGHT` | 模型输入高 |
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| 40305 | `MODEL_TYPE` | 0=YOLO, 1=自定义 |
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| 40310 | `EXPOSURE_TIME_US_HI` | 曝光时间高 16 位（μs） |
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| 40311 | `EXPOSURE_TIME_US_LO` | 曝光时间低 16 位 |
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| 40312 | `GAIN ×100` | 增益（百分位定点） |
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| 40320 | `RTSP_REQUEST` | 0=保持当前 RTSP 配置 / 1=请求重新发布 RTSP URL |
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| 40330~40359 | `MODEL_PATH[]` | 模型路径 ASCII（每寄存器 2 字符，截止 0x00） |
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## 三、典型时序
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### 3.1 启动一次单帧检测
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PLC Ctrl Server (ZMQ)
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│ │ │
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│── 40001 := 3 ─────────▶ │ │
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│ 40002 := SEQ │── ZMQ REQ {"cmd":"single"} ─▶│
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│ │◀─── REP {"ok":true}──────────│
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│ │ │
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│ │◀─── PUB topic="result", json │
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│ │ 写 40101..40200 │
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│◀── 30005 := SEQ ─────────│ │
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│ 30001 := Detecting │ │
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│── FC03(40101..40200) ──▶ │ (读结果) │
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### 3.2 启动持续检测
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`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`
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### 3.3 多目标翻页
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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）。
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## 四、错误码（ERROR_CODE）
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| 码值 | 含义 |
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|--------|------|
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| 0 | 正常 |
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| 1001 | Server 离线 |
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| 1002 | RTSP 拉流断开 |
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| 1003 | ZMQ 控制超时 |
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| 2001 | 相机端连接失败（Server） |
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| 2002 | 相机取流超时 |
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| 3001 | 算法异常 |
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| 9999 | 未知错误 |
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## 五、实现入口
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板二的 ModbusTCP 服务通过现有 `Module/ModbusTCPServer` 提供：
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- 启动：`MainWindow` 在 `InitApp` 中调用 `IVrModbusTCPServer::CreateObject` → `Init(502, slaveId=1)`
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- 寄存器更新：`DroneScrewCtrlPresenter::onResultReceived` 收到 ZMQ 结果后，调用 `WriteRegisters(40101, ...)`
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- 命令解析：在 `OnModbusWriteCallback(startAddr, data, count)` 中识别 40001~40020 区段并触发对应 ZMQ 命令
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> 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。
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