.NET 免费开源工业物联网网关

李炳辰

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

1. Install-Package IoTClient

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或图形化安装

 2、ModBusTcp读写操作

1. //1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
2. ModBusTcpClient client = new ModBusTcpClient("127.0.0.1", 502);
4. //2、写操作 - 参数依次是：地址 、值 、站号 、功能码
5. client.Write("4", (short)33, 2, 16);
7. //2.1、【注意】写入数据的时候需要明确数据类型
8. client.Write("0", (short)33, 2, 16);    //写入short类型数值
9. client.Write("4", (ushort)33, 2, 16);   //写入ushort类型数值
10. client.Write("8", (int)33, 2, 16);      //写入int类型数值
11. client.Write("12", (uint)33, 2, 16);    //写入uint类型数值
12. client.Write("16", (long)33, 2, 16);    //写入long类型数值
13. client.Write("20", (ulong)33, 2, 16);   //写入ulong类型数值
14. client.Write("24", (float)33, 2, 16);   //写入float类型数值
15. client.Write("28", (double)33, 2, 16);  //写入double类型数值
16. client.Write("32", true, 2, 5);         //写入线圈类型值
17. client.Write("100", "orderCode", stationNumber);  //写入字符串
19. //3、读操作 - 参数依次是：地址 、站号 、功能码
20. var value = client.ReadInt16("4", 2, 3).Value;
22. //3.1、其他类型数据读取
23. client.ReadInt16("0", stationNumber, 3);    //short类型数据读取
24. client.ReadUInt16("4", stationNumber, 3);   //ushort类型数据读取
25. client.ReadInt32("8", stationNumber, 3);    //int类型数据读取
26. client.ReadUInt32("12", stationNumber, 3);  //uint类型数据读取
27. client.ReadInt64("16", stationNumber, 3);   //long类型数据读取
28. client.ReadUInt64("20", stationNumber, 3);  //ulong类型数据读取
29. client.ReadFloat("24", stationNumber, 3);   //float类型数据读取
30. client.ReadDouble("28", stationNumber, 3);  //double类型数据读取
31. client.ReadCoil("32", stationNumber, 1);    //线圈类型数据读取
32. client.ReadDiscrete("32", stationNumber, 2);//离散类型数据读取
33. client.ReadString("100", stationNumber,10); //读取字符串
35. //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。
36. client.Open();
38. //5、读写操作都会返回操作结果对象Result
39. var result = client.ReadInt16("4", 2, 3);
40. //5.1 读取是否成功（true或false）
41. var isSucceed = result.IsSucceed;
42. //5.2 读取失败的异常信息
43. var errMsg = result.Err;
44. //5.3 读取操作实际发送的请求报文
45. var requst  = result.Requst;
46. //5.4 读取操作服务端响应的报文
47. var response = result.Response;
48. //5.5 读取到的值
49. var value3 = result.Value;
51. //6、批量读取
52. var list = new List<ModBusInput>();
53. list.Add(new ModBusInput()
54. {
55.     Address = "2",
56.     DataType = DataTypeEnum.Int16,
57.     FunctionCode = 3,
58.     StationNumber = 1
59. });
60. list.Add(new ModBusInput()
61. {
62.     Address = "2",
63.     DataType = DataTypeEnum.Int16,
64.     FunctionCode = 4,
65.     StationNumber = 1
66. });
67. list.Add(new ModBusInput()
68. {
69.     Address = "199",
70.     DataType = DataTypeEnum.Int16,
71.     FunctionCode = 3,
72.     StationNumber = 1
73. });
74. var result = client.BatchRead(list);
76. //7、构造函数其他参数
77. //IP、端口、超时时间、大小端设置
78. ModBusTcpClient client = new ModBusTcpClient("127.0.0.1", 502, 1500, EndianFormat.ABCD);

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3、ModBusRtu读写操作

1. //实例化客户端 - [COM端口名称,波特率,数据位,停止位,奇偶校验]
2. ModBusRtuClient client = new ModBusRtuClient("COM3", 9600, 8, StopBits.One, Parity.None);
4. //其他读写操作和ModBusTcpClient的读写操作一致

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4、ModBusAscii读写操作

1. //实例化客户端 - [COM端口名称,波特率,数据位,停止位,奇偶校验]
2. ModbusAsciiClient client = new ModbusAsciiClient("COM3", 9600, 8, StopBits.One, Parity.None);
4. //其他读写操作和ModBusTcpClient的读写操作一致

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5、ModbusRtuOverTcp读写操作

1. //串口透传 即:用Tcp的方式发送Rtu格式报文
3. //实例化客户端 - IP、端口、超时时间、大小端设置
4. ModbusRtuOverTcpClient client = new ModbusRtuOverTcpClient("127.0.0.1", 502, 1500, EndianFormat.ABCD);
6. //其他读写操作和ModBusTcpClient的读写操作一致

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6、SiemensClient(西门子)读写操作

1. //1、实例化客户端 - 输入型号、IP和端口
2. //其他型号：SiemensVersion.S7_200、SiemensVersion.S7_300、SiemensVersion.S7_400、SiemensVersion.S7_1200、SiemensVersion.S7_1500
3. SiemensClient client = new SiemensClient(SiemensVersion.S7_200Smart, "127.0.0.1",102);
5. //2、写操作
6. client.Write("Q1.3", true);
7. client.Write("V2205", (short)11);
8. client.Write("V2209", 33);
9. client.Write("V2305", "orderCode");             //写入字符串
11. //3、读操作
12. var value1 = client.ReadBoolean("Q1.3").Value;
13. var value2 = client.ReadInt16("V2205").Value;
14. var value3 = client.ReadInt32("V2209").Value;
15. var value4 = client.ReadString("V2305").Value; //读取字符串
17. //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。
18. client.Open();
20. //5、读写操作都会返回操作结果对象Result
21. var result = client.ReadInt16("V2205");
22. //5.1 读取是否成功（true或false）
23. var isSucceed = result.IsSucceed;
24. //5.2 读取失败的异常信息
25. var errMsg = result.Err;
26. //5.3 读取操作实际发送的请求报文
27. var requst  = result.Requst;
28. //5.4 读取操作服务端响应的报文
29. var response = result.Response;
30. //5.5 读取到的值
31. var value4 = result.Value;

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7、SiemensClient最佳实践

1. 1、什么时候不要主动Open
2. 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。
4. 2、什么时候主动Open
5. 当长连接数量还够用，且想要提升读写性能。
7. 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。
8. //批量读取
9. Dictionary<string, DataTypeEnum> addresses = new Dictionary<string, DataTypeEnum>();
10. addresses.Add("DB4.24", DataTypeEnum.Float);
11. addresses.Add("DB1.434.0", DataTypeEnum.Bool);
12. addresses.Add("V4109", DataTypeEnum.Byte);
13. ...
14. var result = client.BatchRead(addresses);
16. //批量写入
17. Dictionary<string, object> addresses = new Dictionary<string, object>();
18. addresses.Add("DB4.24", (float)1);
19. addresses.Add("DB4.0", (float)2);
20. addresses.Add("DB1.434.0", true);
21. ...
22. var result = client.BatchWrite(addresses);
24. 4、【注意】写入数据的时候需要明确数据类型
25. client.Write("DB4.12", 9);          //写入的是int类型
26. client.Write("DB4.12", (float)9);   //写入的是float类型
28. 5、SiemensClient是线程安全类
29. 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。

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8、MitsubishiClient

1. //1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
2. MitsubishiClient client = new MitsubishiClient(MitsubishiVersion.Qna_3E, "127.0.0.1",6000);
4. //2、写操作
5. client.Write("M100", true);
6. client.Write("D200", (short)11);
7. client.Write("D210", 33);
9. //3、读操作
10. var value1 = client.ReadBoolean("M100").Value;
11. var value2 = client.ReadInt16("D200").Value;
12. var value3 = client.ReadInt32("D210").Value;
14. //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。
15. client.Open();
17. //5、读写操作都会返回操作结果对象Result
18. var result = client.ReadInt16("D210");
19. //5.1 读取是否成功（true或false）
20. var isSucceed = result.IsSucceed;
21. //5.2 读取失败的异常信息
22. var errMsg = result.Err;
23. //5.3 读取操作实际发送的请求报文
24. var requst  = result.Requst;
25. //5.4 读取操作服务端响应的报文
26. var response = result.Response;
27. //5.5 读取到的值
28. var value4 = result.Value;

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9、OmronFinsClient(欧姆龙)读写操作

1. //1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
2. OmronFinsClient client = new OmronFinsClient("127.0.0.1",6000);
4. //2、写操作
5. client.Write("M100", true);
6. client.Write("D200", (short)11);
7. client.Write("D210", 33);
9. //3、读操作
10. var value1 = client.ReadBoolean("M100").Value;
11. var value2 = client.ReadInt16("D200").Value;
12. var value3 = client.ReadInt32("D210").Value;
14. //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。
15. client.Open();
17. //5、读写操作都会返回操作结果对象Result
18. var result = client.ReadInt16("D210");
19. //5.1 读取是否成功（true或false）
20. var isSucceed = result.IsSucceed;
21. //5.2 读取失败的异常信息
22. var errMsg = result.Err;
23. //5.3 读取操作实际发送的请求报文
24. var requst  = result.Requst;
25. //5.4 读取操作服务端响应的报文
26. var response = result.Response;
27. //5.5 读取到的值
28. var value4 = result.Value;

复制代码

10、AllenBradleyClient(罗克韦尔)读写操作

1. //1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
2. AllenBradleyClient client = new AllenBradleyClient("127.0.0.1",44818);
4. //2、写操作
5. client.Write("A1", (short)11);
7. //3、读操作
8. var value = client.ReadInt16("A1").Value;
10. //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。
11. client.Open();
13. //5、读写操作都会返回操作结果对象Result
14. var result = client.ReadInt16("A1");
15. //5.1 读取是否成功（true或false）
16. var isSucceed = result.IsSucceed;
17. //5.2 读取失败的异常信息
18. var errMsg = result.Err;
19. //5.3 读取操作实际发送的请求报文
20. var requst  = result.Requst;
21. //5.4 读取操作服务端响应的报文
22. var response = result.Response;
23. //5.5 读取到的值
24. var value4 = result.Value;

复制代码

IoTClient 库项目

IoTClient Tool 桌面程序工具
1、开源地址 https://github.com/zhaopeiym/IoTClient.Examples
2、可用来测试PLC和相关协议的通信
3、可作为IoTClient库使用例子。
4、IoTClient Tool效果图

iotgateway
1、开源地址 https://gitee.com/iioter/iotgateway
2、在线体验 http://online.iotgateway.net 用户名：admin 密码：iotgateway.net
3、基于.NET 5 的跨平台物联网网关。
4、通过可视化配置，轻松的连接到任何设备和系统(如PLC、扫码枪、CNC、数据库、串口设备、上位机、OPC Server、OPC UA Server、Mqtt Server等)
5、提供简单的驱动开发接口；当然也可以进行边缘计算。
6、系统页面展示

<img alt="">

项目商用效果

1、 能源管理-现场-单项目

 
 移动端

<img alt="">

2、越邦智能分拣系统

<img alt="">

项目地址

github：https://github.com/zhaopeiym/IoTClient
gitee：https://gitee.com/zhaopeiym/IoTClient
最后

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来源:https://www.cnblogs.com/1312mn/p/18346502
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