基于python+tkinter实现的Modbus-RTU 通信工具+数据可视化源码

Modbus-RTU 通信工具

项目简介

Modbus-RTU 通信工具是一个基于 Python Tkinter 开发的图形界面应用程序，旨在帮助用户轻松地与 Modbus 设备进行通信。该工具支持多种功能码的读写操作，可以用于工业自动化设备的调试、监控和数据分析。

软件界面截图

功能特性

核心功能

串口通信：支持标准串口参数配置（波特率、校验位、停止位、数据位）
多协议支持 ：支持多种 Modbus 功能码，包括：
- 01: 读线圈寄存器
- 02: 读离散输入寄存器
- 03: 读保持寄存器
- 04: 读输入寄存器
- 05: 写单个线圈
- 06: 写单个保持寄存器
- 07: 读取异常状态
- 08: 诊断
- 11: 获取通信事件计数器
- 15: 写多个线圈
- 16: 写多个保持寄存器

高级功能

参数自动扫描：自动识别设备的串口通信参数
实时抓包：捕获并解析 Modbus 通信数据
批量读取：自动读取所有功能码的数据
数据可视化：实时绘制寄存器数值曲线图
报警功能：当数值超出设定范围时发出报警
寄存器别名：为寄存器地址设置易于理解的名称
数据导出：支持导出 TXT 和 Excel 格式的数据文件

数据处理

结构化数据存储：按时间、从站地址、功能码等分类存储
历史数据管理：支持数据保存和回放
实时监控：持续监控指定寄存器的数值变化

系统要求

Python 3.10 或更高版本
Windows 操作系统（支持报警蜂鸣功能）

依赖库

安装前请确保已安装以下 Python 库：

bash 复制代码

pip install pyserial
pip install openpyxl
pip install matplotlib

安装说明

下载项目源代码
安装上述依赖库
运行 python main.py

使用指南

1. 串口连接

连接 Modbus 设备到计算机串口
点击"检测串口"按钮，选择正确的串口
配置串口参数（波特率、校验位、停止位、数据位）
点击"打开串口"建立连接

2. 参数自动扫描

如果不知道设备的串口参数，可以使用参数扫描功能：

确保串口已打开
点击"扫描参数"按钮
程序将自动尝试各种参数组合
找到有效参数后会自动应用

3. 数据读写操作

选择功能码（01-16）
设置从站地址、起始地址和数量
配置写入值（如果是写操作）
点击"执行操作"进行读写

4. 批量读取

在批量参数框中输入读取参数，格式为"功能码:起始地址,数量"
设置读取间隔时间
点击"批量读取"按钮开始操作

5. 数据可视化

在"数据可视化"标签页输入要监控的寄存器地址
点击"开始监控"按钮
实时曲线图将显示该寄存器数值的变化

6. 报警配置

点击"报警配置"按钮
输入寄存器地址和数值范围（最小值和最大值）
当数值超出范围时，系统将发出声音报警并显示提示

7. 寄存器别名

点击"寄存器别名"按钮
为寄存器地址设置易记的别名
在日志中将以别名形式显示寄存器地址

快捷键

F5: 打开串口
F6: 开始抓包
F7: 停止操作
Ctrl+S: 保存日志
Ctrl+E: 导出 Excel

配置文件

项目包含以下配置文件：

modbus_config.json: 存储串口参数、从站地址等历史配置
reg_aliases.json: 存储寄存器地址与别名的映射关系
alarm_config.json: 存储报警配置信息

注意事项

确保正确连接 Modbus 设备，注意接线方式（A/B 线）
正确设置串口参数，特别是波特率和校验方式
从站地址必须在设备支持的范围内
功能码 05 和 15 操作需谨慎，避免意外修改设备状态
批量读取时注意设置合适的间隔时间，避免通信过载

故障排除

无法连接设备

检查串口线是否正确连接
确认串口号是否选择正确
验证串口参数设置（波特率、校验位等）

读取数据异常

检查从站地址是否正确
确认功能码与寄存器类型匹配
验证起始地址和数量设置

数据解析错误

检查 CRC 校验是否正确
确认数据格式符合 Modbus 协议规范

开发维护

该项目使用模块化设计，易于扩展新功能：

串口通信模块
数据解析模块
UI 界面模块
数据存储模块
报警处理模块