Zabbix Agent 主机变身 FSU，可以通过 RS485 以 Modbus 协议读取温湿度，充分扩展 Zabbix 的动环监控能力。

工作原理

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串口读 Modbus 协议数据，将其写入 Redis 中，Zabbix Server 请求 Zabbix Agent 读 Redis 中数据。引入 Redis 主要为了解耦，避免多个进程同时读串口造成冲突。

这里 Zabbix Agent 作为 Modbus RTU 主站，每个传感器作为一个单独的 Modbus RTU 从站，在一条 485 总线上，站号唯一，所以主站可以通过轮询的方式向从站读取数据。

材料准备

硬件准备

树莓派或其他开发板，甚至是 x86 工控机，只要有多路串口就行（我以树莓派 3B+为例）
RS485 温湿度模组（我以 2 个模组为例）
TTL 转 485 转接板（树莓派默认是 TTL 电平，需要转换成 485 电平）
USB 转 485 调试器（主要方便调试）
线缆若干，485 通信线建议为双绞线

软件准备

树莓派系统选择 RPIOS，即为 Debian11
安装 Zabbix Agent 6.0 LTS
安装 Redis

传感器配置

使用 USB 转 485 模块直连传感器，方便刷写 485 站号和做简单的功能验证。

对单个传感器刷写站号，根据我买到的传感器文档中定义，传感器的 485 站号是存在地址为 10 的保持寄存器中的。需要特殊标记每个传感器的站号，需要根据站号采集温湿度值。

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根据 Modbus 协议，写保持寄存器的功能码是 0x06，我们可以使用 Modbus 调试工具使用该功能码写保持寄存器来刷写站号。

继续读文档，根据文档定义，传感器的温湿度数据保存在只读的输入寄存器中，寄存器起始地址为 0 长度为 2，且实际值=寄存器值*0.1。

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根据 Modbus 协议，读输入寄存器的功能码是 0x04，这个功能码和寄存器我们后面写串口通讯程序时要用到，所以应该提前关注一下。

下面可以连线了，如图连接即可。

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树莓派的 4 引脚为 5V+ 接 TTL 转 485 的 VCC 脚，5 引脚为 GND 接 TTL 转 485 的 GND 脚。8 为串口 TXD 接 TTL 转 485 的 RXD 脚，10 为串口 RXD 接 TTL 转 485 的 TXD 脚。

TTL 转 485 的 AB 和 GND 接法，GND 接传感器 GND，A+接传感器 A+，B+接传感器 B+，传感器的 VCC 从 TTL 转 485 的 VCC 引脚取电。

额外提一下：若 485 总线过长，需要在总线起点、终点应加终端电阻（120Ω）。485 长度可以达到 2km，但测点线要小于 1m（布线不规范，会造成通讯不稳定）。下图红色线为总线，绿色线为测点线。当系统中测点大于 30 个点时，考虑到总线驱动能力，建议每 20 点增加一个中继器，进行信号增强。

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树莓派配置

禁用 wifi 和蓝牙串口

vim /boot/config.txt，增加以下配置项目。重启后生效。

1
2
3

dtoverlay=pi3-disable-wifi
dtoverlay=pi3-miniuart-bt
force_turbo=1

这样的操作主要是为了避免蓝牙和 Wifi 影响板载串口。

安装 redis

可参考 redis 官方手册进行安装。

curl -fsSL https://packages.redis.io/gpg | sudo gpg --dearmor -o /usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpg
echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/redis-archive-keyring.gpg] https://packages.redis.io/deb $(lsb_release -cs) main" | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/redis.list
apt-get install redis
systemctl enable redis-server
systemctl start redis-server

使用 redis-cli 登录，发送 ping，系统回复 pong，则 redis 服务正常。

安装 python 依赖

1	pip install serial redis modbus_tk

脚本编写

编写一个程序，轮询读取 Modbus 数据并存储到 redis 中，正常应该能打印出两个温湿度模块的温湿度值，并且可以通过 redis-cli 中的 get 方法提取到传感器值。

文中注释和提示请根据实际情况进行修改。

import serial
import redis
import time
import modbus_tk.modbus_rtu as rtu
import modbus_tk.defines as cst


def initSerial():
    try:
        # 树莓派的串口号
        serial0 = "/dev/serial0"
        ser = serial.Serial(port=serial0,
                            baudrate=9600,
                            bytesize=8,
                            parity="N",
                            stopbits=1)
        if ser.isOpen():
            print(serial0, "is Working...")
            return ser
    except Exception as e:
        print("initSerial Error: ", e)
        exit()


def initRedis():
    try:
        red = redis.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
        pong = red.ping()
        if pong:
            print("Redis-Server", "is Working...")
            return red
    except Exception as e:
        print("initRedis Error: ", e)
        exit()


if __name__ == "__main__":
    # init
    ser = initSerial()
    red = initRedis()

    # ModBUS Master
    master = rtu.RtuMaster(ser)
    master.set_timeout(1.0)
    master.set_verbose(True)

    while (1):
        # 这里 range() 是站号的循环，我的站号是 8 和 9
        for site in range(8, 10):
            # 读输入寄存器，首地址是 0，长度为 2
            rv = master.execute(site, cst.READ_INPUT_REGISTERS, 0, 2)
            # 地址 = 0 是温度
            temperature = rv[0] / 10
            # 地址 = 1 是湿度
            humidity = rv[1] / 10
            print("站", site, ": ")
            red.set('site-' + str(site) + '-temperature', temperature, ex=30)
            red.set('site-' + str(site) + '-humidity', humidity, ex=30)
            print('温度', temperature, '湿度', humidity)
            time.sleep(2)

编写 dht-read 脚本，从 redis 中读温湿度值，将其另存在树莓派中，文件名为 /etc/zabbix/scripts/dht-read.py。

import sys
import redis

def initRedis():
    try:
        red = redis.Redis(host='127.0.0.1', port=6379, decode_responses=True)
        pong = red.ping()
        if pong:
            # print("Redis-Server", "is Working...")
            return red
    except Exception as e:
        print("initRedis Error: ", e)
        exit()

if __name__ == "__main__":
    type = sys.argv[1]
    site = sys.argv[2]
    red = initRedis()
    value = red.get('site-' + str(site) + '-' + type)
    print(value)
    red.disconnect()