使用DTU实现RS485设备数据上传至阿里云物联网平台

在开始之前，首先需要搞明白以下几个概念，RS485, Modbus协议和DTU。

RS485，基础概念自行度娘，这里如果简单理解的话就是一种串行通信标准。非硬件工程师其实记住RS485有4条线，A，B，VIM和GND。 可简单理解为A，B作为数据传输，VIM和GND作为电源的正负。在设备接入上一般是A口对A口， B口对B口。

Modbus协议， 一种通信协议，而且是现在很多工业的电气设备上都会用到的。稍后我们会在例子中讲到。

DTU， 数据传输单元，通过DTU，可以将RS485设备的数据传输到MQTT或者其他地方。

简单理解上面的概念后，我们开始进行数据的接入。

1. 首先进行硬件之间的对接，将RS485的A口接入DTU的A口， B口接入B口。在这里要值得注意得是，因为RS485设备是属于被动设备，需要由上位机发起询问后才会返回传感器上的数据。具体的数据格式需要根据自己手上的设备来确定。

以老司机手里的这款温湿度传感器为例，在产品说明书的章节里面，描述了这款传感器的问询参数：

这说明了，如果我们需要让传感器返回传感器的数据，我们需要对传感器下发如下的命令：

010300000002C40B 

为了便于大家理解， 我们这样来看这串命令

01【我们要查询地址为01的设备，默认的地址为01】

03【使用功能03】

0000【从这里开始查询】

0002【数据长度】

C40B【验证码】

如果指令下发正常，将会返回下面的数据：

我们还是把数据拆分起来看一下，如果返回正常，我们将会得到下面的数据。

010304023F01064A15

其中023F0106就是我们期望得到的数据，因为返回的值是16进制的，我们根据产品手册的描述，得知023F和0106分别表示在十六进制下的温度和湿度，我们再进行转换后就可以得到实际10进制下的温度和湿度了。

2. 在我们理解了如何下发数据到设备，以及读取设备返回的值后。我们开始在阿里云物联网平台进行操作。

2.1 首先创建产品，这里要注意的是，因为我们的设备是一个4G的DTU，所以联网方式选择蜂窝，数据格式选择透传（因为我们从DTU拿到的数据并不是JSON格式的）

当我们产品创建好了后，我们可以看到我们的物模型的透传伤上行和下行的TOPIC。

2.2  【重点来了】因为我们透传过来的数据并不是能直接被云平台可以解析的，所以阿里云物联网平台提供了【消息解析】这么一个功能。

为了方便理解，我们可以看一下一次设备上报将会经过哪些步骤。

通过图，我们可以看到，设备通过DTU把设备上传后，首先云平台通过MQTT的TOPIC接手到消息后，会调用RawDataToProtocol讲数据从 原始数据解析道协议数据，接着云端进行一个响应up_raw.

我们从DTU上行收到的数据如下：

最终通过转换之后得到的数据如下：

{"Params":"01030402e40080ba1c","ResultData":{"method":"thing.event.property.post","fHead":1,"id":"50594532","addr":"1","params":{"Humidity":74,"temperature":12.8},"version":"1.0","fun":"3"},"RequestId":"null","Content":"null","Reason":"success","clientId":"null"}

 在这里我们可以看到我们已经拿到了设备上行的数据，即{"Humidity":74,"temperature":12.8}

这里之所以能进行转换，就是我们刚提到的消息解析所进行的。消息解析只是JS，PYTHON，PHP进行编写。

老司机使用的是PYHON，我们来看一下代码

ALINK_PROP_REPORT_METHOD = 'thing.event.property.post'  # 物联网平台Topic，设备上传属性数据到云端。

def raw_data_to_protocol(bytes):
     

    uint8Array = []
    for byteValue in bytes:
        uint8Array.append(byteValue & 0xff)

    fHead = uint8Array[0]
    jsonMap = {}
    jsonMap['fHead'] = fHead
    jsonMap['method'] = ALINK_PROP_REPORT_METHOD
    jsonMap['version'] = '1.0'
    jsonMap['id'] = str(bytes_to_int(uint8Array[1:5]))
    jsonMap['addr'] = str(bytes_to_int(uint8Array[0:1]))
    jsonMap['fun'] = str(bytes_to_int(uint8Array[1:2]))
    params = {}
    params['Humidity'] = float(bytes_to_int(uint8Array[3:5]))/10
    params['temperature'] = float(bytes_to_int(uint8Array[5:7]))/10

    jsonMap['params'] = params

    return jsonMap



# byte转成int。
def bytes_to_int(bytes):
    data = ['%02X' % i for i in bytes]
    return int(''.join(data), 16)

 在上面的代码上，我们可以看到消息解析 讲收到的消息进行了几次转换，得到了相对应的数据。

我们这里着重描述一下如何获取到温度和湿度

params['Humidity'] = float(bytes_to_int(uint8Array[3:5]))/10
params['temperature'] = float(bytes_to_int(uint8Array[5:7]))/10

我们回顾一下，上述代码其实是对010304023F01064A15进行了解析。而根据传感器的约定，数据的第四，第五位表示的是湿度，第六，第七表示的是温度。

01 03 04 02 3F 01 06 4A 15

所以uint8Array[3:5] 我们拿到的是 02 3F，并将bytes转换成int后，再除以10，则得到了我们的湿度。

uint8Array[5:7] => 01 06 进行转换，再除以10，得到温度。

以上就是通过消息解析，将透传的数据在阿里云平台上进行转换的方式了。

值得注意的是，由于RS485设备属于被动设备，有的DTU可以自动轮讯，有的DTU是需要上位机下发指令后才能对RS485设备发送指令。