.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;

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

项目商用效果

1、 能源管理-现场-单项目

移动端

2、越邦智能分拣系统

项目地址

**github：**https://github.com/zhaopeiym/IoTClient

**gitee：**https://gitee.com/zhaopeiym/IoTClient

最后

如果你觉得这篇文章对你有帮助，不妨点个赞支持一下！你的支持是我继续分享知识的动力。如果有任何疑问或需要进一步的帮助，欢迎随时留言。

也可以加入微信公众号**[DotNet技术匠]** 社区，与其他热爱技术的同行一起交流心得，共同成长！