.NET 免费开源工业物联网网关

前言

IoTClient 是一个针对物联网 (IoT) 领域的开源客户端库，它主要用于实现与各种工业设备之间的通信。这个库是用 C# 编写的，并且基于 .NET Standard 2.0，这意味着可以用于多个版本的.NET，包括 .NET Framework、.NET Core、.NET 5 及以上版本，以及 Xamarin 和 UWP。

项目介绍

IoTClient 是一款基于 .NET Standard 2.0 的开源免费客户端库，适用于跨平台的 .NET 开发，可在 Windows、Linux 乃至树莓派等平台上运行。

该组件支持主流的工业通讯协议，包括 PLC 通信（如 Siemens、Mitsubishi、Omron、Allen Bradley 等）、ModBus（TCP/RTU/ASCII）以及 Bacnet 等。

IoTClient 采用 MIT 许可证发布，您可以自由地修改和进行商业使用（请注意在商业使用前做好充分的评估和测试）。

项目特点

支持多种通信协议

ModBus：支持 ModBus TCP、ModBus RTU、ModBus ASCII 以及 ModBus RTU over TCP。
Bacnet：支持 Bacnet 协议。
PLC通信：支持 Siemens、Mitsubishi、Omron、Allen Bradley 等主流品牌的 PLC 通信。

跨平台

可以在 Windows、Linux 上运行。
支持在 Raspberry Pi（树莓派）这样的小型设备上部署。

开源和免费

使用 MIT 许可证发布，一个非常宽松的许可证，允许自由使用、修改和分发软件。

NuGet 包

可以通过 NuGet 包管理器安装到的项目中。

项目使用

1、引用组件

Nuget 安装

Install-Package IoTClient

或图形化安装

2、ModBusTcp读写操作

//1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
ModBusTcpClient client = new ModBusTcpClient("127.0.0.1", 502);

//2、写操作 - 参数依次是：地址 、值 、站号 、功能码
client.Write("4", (short)33, 2, 16);

//2.1、【注意】写入数据的时候需要明确数据类型
client.Write("0", (short)33, 2, 16);    //写入short类型数值
client.Write("4", (ushort)33, 2, 16);   //写入ushort类型数值
client.Write("8", (int)33, 2, 16);      //写入int类型数值
client.Write("12", (uint)33, 2, 16);    //写入uint类型数值
client.Write("16", (long)33, 2, 16);    //写入long类型数值
client.Write("20", (ulong)33, 2, 16);   //写入ulong类型数值
client.Write("24", (float)33, 2, 16);   //写入float类型数值
client.Write("28", (double)33, 2, 16);  //写入double类型数值
client.Write("32", true, 2, 5);         //写入线圈类型值
client.Write("100", "orderCode", stationNumber);  //写入字符串

//3、读操作 - 参数依次是：地址 、站号 、功能码
var value = client.ReadInt16("4", 2, 3).Value;

//3.1、其他类型数据读取
client.ReadInt16("0", stationNumber, 3);    //short类型数据读取
client.ReadUInt16("4", stationNumber, 3);   //ushort类型数据读取
client.ReadInt32("8", stationNumber, 3);    //int类型数据读取
client.ReadUInt32("12", stationNumber, 3);  //uint类型数据读取
client.ReadInt64("16", stationNumber, 3);   //long类型数据读取
client.ReadUInt64("20", stationNumber, 3);  //ulong类型数据读取
client.ReadFloat("24", stationNumber, 3);   //float类型数据读取
client.ReadDouble("28", stationNumber, 3);  //double类型数据读取
client.ReadCoil("32", stationNumber, 1);    //线圈类型数据读取
client.ReadDiscrete("32", stationNumber, 2);//离散类型数据读取
client.ReadString("100", stationNumber,10); //读取字符串

//4、如果没有主动Open，则会每次读写操作的时候自动打开自动和关闭连接，这样会使读写效率大大减低。所以建议手动Open和Close。
client.Open();

//5、读写操作都会返回操作结果对象Result
var result = client.ReadInt16("4", 2, 3);
//5.1 读取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 读取失败的异常信息
var errMsg = result.Err;
//5.3 读取操作实际发送的请求报文
var requst  = result.Requst;
//5.4 读取操作服务端响应的报文
var response = result.Response;
//5.5 读取到的值
var value3 = result.Value;

//6、批量读取
var list = new List<ModBusInput>();
list.Add(new ModBusInput()
{
    Address = "2",
    DataType = DataTypeEnum.Int16,
    FunctionCode = 3,
    StationNumber = 1
});
list.Add(new ModBusInput()
{
    Address = "2",
    DataType = DataTypeEnum.Int16,
    FunctionCode = 4,
    StationNumber = 1
});
list.Add(new ModBusInput()
{
    Address = "199",
    DataType = DataTypeEnum.Int16,
    FunctionCode = 3,
    StationNumber = 1
});
var result = client.BatchRead(list);

//7、构造函数其他参数
//IP、端口、超时时间、大小端设置
ModBusTcpClient client = new ModBusTcpClient("127.0.0.1", 502, 1500, EndianFormat.ABCD);

3、ModBusRtu读写操作

//实例化客户端 - [COM端口名称,波特率,数据位,停止位,奇偶校验]
ModBusRtuClient client = new ModBusRtuClient("COM3", 9600, 8, StopBits.One, Parity.None);

//其他读写操作和ModBusTcpClient的读写操作一致

4、ModBusAscii读写操作

//实例化客户端 - [COM端口名称,波特率,数据位,停止位,奇偶校验]
ModbusAsciiClient client = new ModbusAsciiClient("COM3", 9600, 8, StopBits.One, Parity.None);

//其他读写操作和ModBusTcpClient的读写操作一致

5、ModbusRtuOverTcp读写操作

//串口透传 即:用Tcp的方式发送Rtu格式报文

//实例化客户端 - IP、端口、超时时间、大小端设置
ModbusRtuOverTcpClient client = new ModbusRtuOverTcpClient("127.0.0.1", 502, 1500, EndianFormat.ABCD);

//其他读写操作和ModBusTcpClient的读写操作一致

6、SiemensClient(西门子)读写操作

//1、实例化客户端 - 输入型号、IP和端口
//其他型号：SiemensVersion.S7_200、SiemensVersion.S7_300、SiemensVersion.S7_400、SiemensVersion.S7_1200、SiemensVersion.S7_1500
SiemensClient client = new SiemensClient(SiemensVersion.S7_200Smart, "127.0.0.1",102);

//2、写操作
client.Write("Q1.3", true);
client.Write("V2205", (short)11);
client.Write("V2209", 33);
client.Write("V2305", "orderCode");             //写入字符串

//3、读操作
var value1 = client.ReadBoolean("Q1.3").Value;
var value2 = client.ReadInt16("V2205").Value;
var value3 = client.ReadInt32("V2209").Value;
var value4 = client.ReadString("V2305").Value; //读取字符串

//4、如果没有主动Open，则会每次读写操作的时候自动打开自动和关闭连接，这样会使读写效率大大减低。所以建议手动Open和Close。
client.Open();

//5、读写操作都会返回操作结果对象Result
var result = client.ReadInt16("V2205");
//5.1 读取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 读取失败的异常信息
var errMsg = result.Err;
//5.3 读取操作实际发送的请求报文
var requst  = result.Requst;
//5.4 读取操作服务端响应的报文
var response = result.Response;
//5.5 读取到的值
var value4 = result.Value;

7、SiemensClient最佳实践

1、什么时候不要主动Open
西门子plc一般最多允许8个长连接。所以当连接数不够用的时候或者做测试的时候就不要主动Open，这样组件会自动Open并即时Close。

2、什么时候主动Open
当长连接数量还够用，且想要提升读写性能。

3、除了主动Open连接，还可以通过批量读写，大幅提升读写性能。
//批量读取
Dictionary<string, DataTypeEnum> addresses = new Dictionary<string, DataTypeEnum>();
addresses.Add("DB4.24", DataTypeEnum.Float);
addresses.Add("DB1.434.0", DataTypeEnum.Bool);
addresses.Add("V4109", DataTypeEnum.Byte);
...
var result = client.BatchRead(addresses);

//批量写入
Dictionary<string, object> addresses = new Dictionary<string, object>();
addresses.Add("DB4.24", (float)1);
addresses.Add("DB4.0", (float)2);
addresses.Add("DB1.434.0", true);
...
var result = client.BatchWrite(addresses);

4、【注意】写入数据的时候需要明确数据类型
client.Write("DB4.12", 9);          //写入的是int类型
client.Write("DB4.12", (float)9);   //写入的是float类型

5、SiemensClient是线程安全类
由于plc长连接有限，SiemensClient被设计成线程安全类。可以把SiemensClient设置成单例，在多个线程之间使用SiemensClient的实例读写操作plc。

8、MitsubishiClient

//1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
MitsubishiClient client = new MitsubishiClient(MitsubishiVersion.Qna_3E, "127.0.0.1",6000);

//2、写操作
client.Write("M100", true);
client.Write("D200", (short)11);
client.Write("D210", 33);

//3、读操作
var value1 = client.ReadBoolean("M100").Value;
var value2 = client.ReadInt16("D200").Value;
var value3 = client.ReadInt32("D210").Value;

//4、如果没有主动Open，则会每次读写操作的时候自动打开自动和关闭连接，这样会使读写效率大大减低。所以建议手动Open和Close。
client.Open();

//5、读写操作都会返回操作结果对象Result
var result = client.ReadInt16("D210");
//5.1 读取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 读取失败的异常信息
var errMsg = result.Err;
//5.3 读取操作实际发送的请求报文
var requst  = result.Requst;
//5.4 读取操作服务端响应的报文
var response = result.Response;
//5.5 读取到的值
var value4 = result.Value;

9、OmronFinsClient(欧姆龙)读写操作

//1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
OmronFinsClient client = new OmronFinsClient("127.0.0.1",6000);

//2、写操作
client.Write("M100", true);
client.Write("D200", (short)11);
client.Write("D210", 33);

//3、读操作
var value1 = client.ReadBoolean("M100").Value;
var value2 = client.ReadInt16("D200").Value;
var value3 = client.ReadInt32("D210").Value;

//4、如果没有主动Open，则会每次读写操作的时候自动打开自动和关闭连接，这样会使读写效率大大减低。所以建议手动Open和Close。
client.Open();

//5、读写操作都会返回操作结果对象Result
var result = client.ReadInt16("D210");
//5.1 读取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 读取失败的异常信息
var errMsg = result.Err;
//5.3 读取操作实际发送的请求报文
var requst  = result.Requst;
//5.4 读取操作服务端响应的报文
var response = result.Response;
//5.5 读取到的值
var value4 = result.Value;

10、AllenBradleyClient(罗克韦尔)读写操作

//1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
AllenBradleyClient client = new AllenBradleyClient("127.0.0.1",44818);

//2、写操作 
client.Write("A1", (short)11); 

//3、读操作
var value = client.ReadInt16("A1").Value;

//4、如果没有主动Open，则会每次读写操作的时候自动打开自动和关闭连接，这样会使读写效率大大减低。所以建议手动Open和Close。
client.Open();

//5、读写操作都会返回操作结果对象Result
var result = client.ReadInt16("A1");
//5.1 读取是否成功（true或false）
var isSucceed = result.IsSucceed;
//5.2 读取失败的异常信息
var errMsg = result.Err;
//5.3 读取操作实际发送的请求报文
var requst  = result.Requst;
//5.4 读取操作服务端响应的报文
var response = result.Response;
//5.5 读取到的值
var value4 = result.Value;