【ModBus 485 四通道设备C#上位机设计】

1. 概述

源码地址：【ModBus 485 四通道设备C#上位机设计】
在现代工业自动化中，ModBus 协议是一种广泛使用的通信协议，尤其是在 RS485 网络中。本文将介绍如何使用 C# 开发一个基于 ModBus RTU 协议的上位机软件，用于与四通道设备（如RS485超声波风速风向传感器）进行通信，并实时显示风速、风向等数据。

2. 开发环境

• 开发工具：Visual Studio 2022，环境搭建参考博客：【VS2019安装+QT配置】
• 编程语言：C#
• 通信协议：ModBus RTU
• 硬件接口：

1. RS485一体式超声波风速风向传感器 超声波风速仪超声波微型气象站

2. 【高效12v开关电源】

3. 🎁【USB转485/422转换器】
多模式适应，灵活切换场景!!,高速串口，智能双向传输，稳定高效!!,一键跳线，自动识别信号，简化操作!!
技术强者优选

3. 功能需求

1. 串口通信：支持串口的打开、关闭、配置（波特率、数据位、校验位、停止位）。
2. 数据解析：解析 ModBus RTU 协议数据，获取风速、风向、最大风速、风力等级等信息。
3. 实时显示：
   • 实时风速和最大风速以折线图形式显示。
   • 当前风向以圆盘指针形式显示。
4. 日志记录：将接收到的数据记录到日志文件中。
5. 定时读取：支持定时读取传感器数据。

4. 实现步骤

From界面设计

完整Form1.cs程序

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Drawing;
using System.IO;
using System.IO.Ports;
using System.Threading;
using System.Windows.Forms;

namespace Modbus_RTU
{
   
   
    public partial class Form1 : Form
    {
   
   

        public Form1()
        {
   
   
            InitializeComponent();
            InitializePortSelection(); // 初始化串口端口选择
            InitializeChart(); // 初始化图表
        }

        /// <summary>
        /// 初始化串口配置
        /// </summary>
        private void InitializePortSelection()
        {
   
   
            serialPort.PortName = cboPortName.Text;
            serialPort.BaudRate = int.Parse(cboBaudRate.Text);
            serialPort.DataBits = int.Parse(cboData.Text);
            serialPort.Parity = (Parity)Enum.Parse(typeof(Parity), cboTest.Text);
            serialPort.StopBits = (StopBits)Enum.Parse(typeof(StopBits), cboStop.Text);
        }
        /// <summary>
        /// 初始化图表
        /// </summary>
        private void InitializeChart()
        {
   
   
            // 清除默认的 Series
            chartWindSpeed.Series.Clear();

            // 设置图表区域
            chartWindSpeed.ChartAreas.Clear();
            var chartArea = new System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.ChartArea();
            chartWindSpeed.ChartAreas.Add(chartArea);

            // 添加实时风速序列
            var seriesRealTime = new System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Series
            {
   
   
                Name = "RealTimeWindSpeed",
                Color = Color.Blue,
                ChartType = System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.SeriesChartType.Line,
                BorderWidth = 2, // 设置线条宽度
            };
            chartWindSpeed.Series.Add(seriesRealTime);

            // 添加最大风速序列
            var seriesMax = new System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.Series
            {
   
   
                Name = "MaxWindSpeed",
                Color = Color.Red,
                ChartType = System.Windows.Forms.DataVisualization.Charting.SeriesChartType.Line,
                BorderWidth = 2, // 设置线条宽度
            };
            chartWindSpeed.Series.Add(seriesMax);

            // 设置X轴和Y轴标题
            chartArea.AxisX.Title = "时间";
            chartArea.AxisY.Title = "风速 (m/s)";

            // 设置平滑曲线
            chartArea.AxisX.IsMarginVisible = false;
            chartArea.AxisY.IsMarginVisible = false;

            // 设置X轴和Y轴范围
            chartArea.AxisX.Minimum = 0;
            chartArea.AxisX.Maximum = 30;

            chartWindSpeed.Update();
        }

        /// <summary>
        /// 记录传感器数据日志
        /// </summary>
        /// <param name="windSpeed">风速</param>
        /// <param name="windDirection">风向</param>
        /// <param name="maxWindSpeed">最大风速</param>
        /// <param name="windLevel">风力等级</param>
        private void LogData(float windSpeed, int windDirection, float maxWindSpeed, int windLevel)
        {
   
   
            string logEntry = $"{
     
     DateTime.Now:yyyy-MM-dd HH:mm:ss} - 风速: {
     
     windSpeed:F2} m/s, 风向: {
     
     windDirection}°, 最大风速: {
     
     maxWindSpeed:F2} m/s, 风力等级: {
     
     windLevel} 级\r\n";
            File.AppendAllText("sensor_log.txt", logEntry);
        }

        /// <summary>
        /// 扫描可用串口
        /// </summary>
        private void btnScan_Click(object sender, EventArgs e)
        {
   
   
            string[] portNames = SerialPort.GetPortNames();
            cboPortName.Items.Clear();
            cboPortName.Items.AddRange(portNames);
            if (portNames.Length > 0)
                cboPortName.Text = portNames[0];
        }

        /// <summary>
        /// 打开或关闭串口
        /// </summary>
        private void btnOpenPort_Click(object sender, EventArgs e)
        {
   
   

            if (serialPort.IsOpen)
            {
   
   
                serialPort.Close();
                btnOpenPort.Text = "打开串口";
                panel2.BackColor = Color.Red;
            }
            else
            {
   
   
                InitializePortSelection();
                try
                {
   
   
                    serialPort.Open();
                    btnOpenPort.Text = "关闭串口";
                    panel2.BackColor = Color.Green;
                    MessageBox.Show("串口初始化成功！");
                }
                catch (Exception ex)
                {
   
   
                    MessageBox.Show(ex.Message);
                }
            }
        }

        /// <summary>
        /// 清除接收数据区域
        /// </summary>
        private void btnClearRec_Click(object sender, EventArgs e)
        {
   
   
            txtReceive.Text = string.Empty;
        }

        /// <summary>
        /// 手动发送数据
        /// </summary>
        private