物联网---03.Modbus协议实现与设备的通讯，收发信息，实现对设备信息的采集

一、扫盲：什么是modbus?

       Modbus是由Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年发明的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议

    Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一个控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

       modbus本身就是一个通信协议，可以基于串口，也可以基于网口，基于串口的有RTU；基于网口的有TCP,默认端口号为502，通常我们把服务器端作为主站，将带有modbus模块的设备作为从站处理。利用modbus从寄存器中读取或写入数据

modbus功能码参照表：

 

二、请求报文案例

　　主站向从站发送请求报文：01 03 00 01 00 02 95 CB

 

01代表设备地址 

03代表功能码（读取保存寄存器的值） 

00 01代表采集点对应的寄存器号

00 02代表读取两个连续寄存器的值

95 CB代表01 03 00 01 00 02计算多得的CRC校验值 

从站向主站放回的数据报文：01 03 04 00 00 00 00 FA 33 

01代表设备地址 

03代表功能码（读取保存寄存器的值）

04代表设备返回的数据个数（单位为字节）

00 00 00 00代表为数据返回的连续两个寄电器的数据

FA 33代表01 03 04 00 00 00 00计算所得的CRC校验码

 

最后向大家推荐一款modbus从站虚拟机，可以用做测试【ModbusSlave.exe】

从站虚拟机测试案例：

提供一个读取及写入的工具类：

依赖jar包：commons-codec-1.6.jar         modbus4J.jar         seroUtils.jar

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/org.apache.directory.studio/org.apache.commons.codec -->
    <dependency>
        <groupId>org.apache.directory.studio</groupId>
        <artifactId>org.apache.commons.codec</artifactId>
        <version>1.8</version>
    </dependency>

     <dependency>
          <groupId>com.infiniteautomation</groupId>
           <artifactId>modbus4j</artifactId>
           <version>3.0.3</version>
      </dependency> 

<!-- 需要下载 -->

　　<dependency>
 　　　　<groupId>com.automation</groupId>
 　　　　<artifactId>seroUtils</artifactId>
 　　　　<systemPath>${project.basedir}/src/lib/seroUtils.jar</systemPath>
 　　　　<scope>system</scope>
 　　</dependency>

　　

seroUtils.jar 下载

链接：https://pan.baidu.com/s/1sbjR9w4JWe5ctBcLZwb8UA
提取码：c9sv

 

import com.serotonin.modbus4j.ModbusFactory;
import com.serotonin.modbus4j.ModbusMaster;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusInitException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusTransportException;
import com.serotonin.modbus4j.ip.IpParameters;
import com.serotonin.modbus4j.msg.ModbusRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.ModbusResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.ReadHoldingRegistersRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteRegistersRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteRegistersResponse;
import com.serotonin.util.queue.ByteQueue;

public class ReadAWriteUtil {

    /**
     * 批量写数据到保持寄存器
     * @param ip 从站IP
     * @param port modbus端口
     * @param slaveId 从站ID
     * @param start 起始地址偏移量
     * @param values 待写数据
     */
    public static void modbusWTCP(String ip, int port, int slaveId, int start, short[] values) {  
        ModbusFactory modbusFactory = new ModbusFactory();  
        // 设备ModbusTCP的Ip与端口，如果不设定端口则默认为502  
        IpParameters params = new IpParameters();  
        params.setHost(ip); 
        // 设置端口，默认502 
        if (502 != port) {  
            params.setPort(port);  
        } 
        ModbusMaster tcpMaster = null;  
        // 参数1：IP和端口信息 参数2：保持连接激活  
        tcpMaster = modbusFactory.createTcpMaster(params, true);  
        try {  
            tcpMaster.init();  
            System.out.println("=======初始化成功========");  
        } catch (ModbusInitException e) {  
             System.out.println("初始化异常");  
        }  
        try {  
            WriteRegistersRequest request = new WriteRegistersRequest(slaveId, start, values);  
            WriteRegistersResponse response = (WriteRegistersResponse) tcpMaster.send(request);  
            if (response.isException()){
                System.out.println("Exception response: message=" + response.getExceptionMessage());
            }else{
                System.out.println("Success");
            }     
        } catch (ModbusTransportException e) {  
            e.printStackTrace();  
        } 
    }  
     
    
    /**
     * 读保持寄存器上的内容
     * @param ip 从站IP
     * @param port modbus端口
     * @param start 起始地址偏移量
     * @param readLenth 待读寄存器个数
     * @return
     */
    public static ByteQueue modbusTCP(String ip, int port, int start,int readLenth) {  
        ModbusFactory modbusFactory = new ModbusFactory();  
        // 设备ModbusTCP的Ip与端口，如果不设定端口则默认为502  
        IpParameters params = new IpParameters();  
        params.setHost(ip);
        //设置端口，默认502
        if(502!=port){
            params.setPort(port);
        }  
        ModbusMaster tcpMaster = null;  
        tcpMaster = modbusFactory.createTcpMaster(params, true);  
        try {  
            tcpMaster.init();  
            System.out.println("========初始化成功=======");  
        } catch (ModbusInitException e) {  
            return null;  
        }  
        ModbusRequest modbusRequest=null;  
        try {  
            //功能码03   读取保持寄存器的值
            modbusRequest = new ReadHoldingRegistersRequest(1, start, readLenth);  
        } catch (ModbusTransportException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        ModbusResponse modbusResponse=null;  
        try {  
            modbusResponse = tcpMaster.send(modbusRequest);  
        } catch (ModbusTransportException e) {  
            e.printStackTrace();  
        }  
        ByteQueue byteQueue= new ByteQueue(1024);  
        modbusResponse.write(byteQueue); 
        System.out.println("功能码:"+modbusRequest.getFunctionCode());  
        System.out.println("从站地址:"+modbusRequest.getSlaveId());  
        System.out.println("收到的响应信息大小:"+byteQueue.size());
        System.out.println("收到的响应信息值:"+byteQueue);  
        return byteQueue;  
    }
}