标签：lan 输入 api strong 分享图片 第一个 技术支持 logs 客户端程序
之前的博客介绍了如何用C#来读写modbus tcp服务器的数据，文章：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7885368.html
当然也有如何创建一个服务器文章：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/7782315.html
但是上面的两篇文章是已经封装好的API，只要调用就可以实现功能了，对于想了解modbus tcp的原理的人可能就不适合了，最近有不少网友的想要了解这个协议，所以在这里再写一篇介绍Modbus tcp的文章，不过这篇文章是简易版本的，未来我再研究深入的话，再开一篇高级版，在简易版中，就略去了成功标志位及其他数据标志，这些到等到后面再说。
先分享一下，我自己学习的地址来源：http://blog.csdn.net/thebestleo/article/details/52269999 声明：本文并非转载，并非照搬原文章，是在我参照原博客的基础上，理解了基本的modbus通讯，并结合自己的理解，重新写一篇更好入门的文章，此处贴出原作者的帖子以示尊重知识产权，原文章有些地方有一点错误，而且早就停止更新了，也没有提供方便的测试工具，官方的modbus 测试工具是试验版本的，需要购买序列号才可以，所以此处提供我自己的测试工具，地址如下，下面的介绍的例子都是基于这个工具来实现的。
https://github.com/dathlin/ModBusTcpTools/raw/master/download/download.zip
关于该测试工具也是开放源代码的，如果想要查看源代码：https://github.com/dathlin/ModBusTcpTools
技术支持QQ群：592132877
在上面的测试工具下载之前，需要一些额外的知识补充，此处不管你是学习什么语言的，对于socket通信层来说，其实是一样的，下面的讲解的内容是直接基于底层的，无关语法的操作。
但是需要你对字节概念非常清晰，一般都是byte数组，一个byte有8个位，这个也要非常的清晰，如果连byte是什么都搞不清楚，那么对本文下面的内容理解会非常的吃力，那么还是建议你再看看计算机原理这些书，对于socket通信，每种语言都有不同的写法，但是所有的语言都有两个共同点，都能实现把数据发送到socket和从socket接收数据，至于这个如果去做，就参照你自己需要使用的语言了，此处不做这方面的说明了。
关于十六进制文本，在本文的下面的内容上，所有的byte字节数组都表示成十六进制形式，比如 FF 10 代表2个字节，一个是255，另一个是16。
byte[] temp = new byte[2]; temp[0] = 0xFF; temp[1] = 0x10;
如果将上述的temp看作是读取到的线圈的数据，那么转换规则如下：
先将上述数据转化成二进制 ： 1111 1111 （第一个byte，我们从高位写到地位） 0001 0000 （第二个byte，我们从高位写到地位）
对应的线圈就是，线圈7-线圈0，，，，第二个byte对应的线圈是，线圈15-线圈8 这里一定要好好理解，从byte上来说，temp[0]是地位，temp[1]是高位，深入到每个byte里面的二进制，高位在前，低位在后。
在C#里等同于下面的代码，和C语言，java也是非常的相近，还算比较好理解。
如果我说，发送 00 00 00 00 00 06 FF 01 00 00 00 01 到socket上去，那么也就是：
byte[] temp = new temp[12]; temp[0] = 0x00; temp[1] = 0x00; temp[2] = 0x00; temp[3] = 0x00; temp[4] = 0x00; temp[5] = 0x06; temp[6] = 0xFF; temp[7] = 0x01; temp[8] = 0x00; temp[9] = 0x00; temp[10] = 0x00; temp[11] = 0x01; socket.Send(temp);
先不要管上面的数据是什么含义，知道上面的代码是啥含义就行了。接下来就是下载上面的测试工具，开始真正的学习modbus tcp协议了！
先运行Server.exe文件，端口里输入502，然后点击启动服务即可，如下：
然后运行Client.exe程序，在Ip地址里输入127.0.0.1，端口里输入502，点击配置即可，我们看到，如果你的服务器程序运行在了别的电脑上，甚至是云端，只要客户端的ip修改成服务器的ip，端口号对应上，就可以访问到服务器的数据了。
特殊测试不用去管，和我们现在学习的东西不一致。
对于modbus来说，涉及的功能码也就是0x01，0x02，0x03，0x05，0x06，0x0F，0x10了，其实分类来说，就只有两种，线圈和寄存器，也就是位读写和字读写，首先需要清楚的是功能码不一样，对应数据的解析规则也不一样，下面就针对不同的情况来说。
首先说明的是，modbus协议呢，最终目的还是为了实现数据交互，既然是数据交互，那就是包含了数据读和写，我们把我们的想法转化成一串数据，发送给设备（或者叫服务器），它返回一串数据，根据规则解析出来，这样就得到了我们真正想要的数据。下面就来第一个想法实现吧。
另外，在modbus服务器端，数据是使用地址的方式来公开的，这很好理解，服务器端保存了很多数据，你想要访问某个数据肯定需要指定唯一的身份标识，从连续的地址来区分数据是最常用的做法，不仅好理解，还便于扩展，比如你还可以读取连续地址的数据块。如果采用字符串名字来标识数据，就没有这个特点。
对于位操作来说（各种线圈和离散量），一个地址代表了一个bool变量，即 0 和 1，要么通要么断，就好比一些普通的开关。
对于寄存器来说，一个地址代表了2个byte，共有65536种方式，可以满足大多数日常使用了，比如我们读取地址0的寄存器，返回 00 00 及代表寄存器0数据为0，如果返回 01 00 ，那么代表寄存器0数据为 256
我不直接上一串数据，这样看着也累，我们从例子出发，现在我们需要读取线圈（离散量）操作，我想读取地址0的线圈是否是通还是断的。我们有了这个功能需求后，就可以根据需求来写出特殊的指令了。根据协议指定，需要填写长度为12的byte数组
byte[0] byte[1] byte[2] byte[3] byte[4] byte[5] byte[6] byte[7] byte[8] byte[9] byte[10] byte[11]
byte[0] byte[1] : 消息号---------随便指定，服务器返回的数据的前两个字和这个一样
byte[2] byte[3] ：modbus标识，强制为0即可
byte[4] byte[5] ：指示排在byte[5]后面所有字节的个数，也就是总长度-6
byte[6]： 站号，随便指定，00 -- FF 都可以
byte[7] ：功能码，这里就需要填入我们的真正的想法了
byte[8] byte[9] ：起始地址，比如我们想读取地址0的数据，就填 00 00 ，如果我们想读取地址1000的数据，怎么办，填入 03 E8 ，也就是将1000转化十六进制填进去。
byte[10] byte[11] ：指定想读取的数据长度，比如我们就想读取地址0的一个数据，这里就写 00 01，如果我们想读取地址0-999共计一个数据的长度，就写 03 E8。和起始地址是一样的。
有了上面的格式之后，接下来我们就按照格式来填写数据吧，我们需要读取地址0的数据，那么指定如下
00 00 00 00 00 06 FF 01 00 00 00 01
消息号设为0，站号FF，功能码01，地址01，长度01：将上面的指令在客户端程序里进行输入，点击发送，这样就在下面的响应框里接收到服务器反馈的数据，我们最终需要的信息就在反馈的数据里了。
前面是接收到数据的时间，自动忽略，那么返回的数据就是 00 00 00 00 00 04 FF 01 01 00 共计10个字节的数据，ok，这玩意到底是什么意思呢，我们来分别解析下：
byte[0] byte[1] : 消息号，我们之前写发送指令的时候，是多少，这里就是多少。
byte[2] byte[3]：必须都为0，代表这是modbus 通信
byte[4] byte[5]：指示byte[5]后面的所有字节数，你数数看是不是4个？所以这里是00 04，如果后面共有100个，那么这里就是 00 64
byte[6]：站号，之前我们写了FF，那么这里也就是FF
byte[7]：功能码，我们之前写了01的功能码，这里也是01，和我们发送的指令是一致的
byte[8]：指示byte[8]后面跟随的字节数量，因为跟在byte[8]后面的就是真实的数据，我们最终想要的结果就在byte[8]后面
byte[9]：真实的数据，哈哈，这肯定就是我们真正想要的东西了，我们知道一个byte有8位，但是我们只读取了一个位数据，所有这里的有效值只是byte[9]的最低位，二进制为 0000 0000 我们看到最低位为0，所以最终我们读取的地址0的线圈为断。
假设我们读取地址10，开始的共10个线圈呢，那么会返回什么？所以我们发送 00 00 00 00 00 06 FF 01 00 0A 00 0A
我们接收到了：00 00 00 00 00 05 FF 01 02 00 00 前面的8个字节的信息参照上面的分析，是一致的，我们就针对后面三个字节着重分析。我们读取了10个位，那么一个字节可以表示8个位，那么我们的结果至少需要2个byte才能表示完，所以最终的数据肯定是2个字节，那么02就是后面的字节数量，也就是真实的数据长度。
最后2个字节就是我们最终的想要的数据了！接下来就是怎么去解析了，我们还是需要先写成二进制先，才能一个一个分析：00 00 二进制如下
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
线圈17 线圈16 线圈15 线圈14 线圈13 线圈12 线圈11 线圈10 无效 无效 无效 无效 无效 无效 线圈19 线圈18
至此我们获取到了我们最终的数据！因为此处服务器都是0，所以所有的线圈都是断，等会可以结合05功能码写线圈进行联合测试。
这个功能码和上面的一致，在本服务器里不支持这个功能码。发送和解析规则和上面的一致，不再赘述。
我们先讲解05功能码，这个功能码是实现数据写入，它能实现什么功能呢，我们可以利用这个功能码来指定某个线圈通或断，具体怎么操作呢，有了之前01功能码的经验，下面的代码看起来就顺利多了。
比如我要指定地址0的寄存器为通： 00 00 00 00 00 06 FF 05 00 00 FF 00 前面的含义都是一致的，我们就分析 05 00 00 FF 00
05 是功能码， 00 00 是我们指定的地址，如果我们想写地址1000为通，那么就为 03 E8，至于FF 00是规定的数据，如果你想地址线圈通，就填这个值，想指定线圈为断，就填 00 00 ，其他任何的值都对结果无效。
然后我们看看写入的操作服务器返回了什么 ？ 我们看到也是 00 00 00 00 00 06 FF 05 00 00 FF 00 因为在你写入的操作中，是不带读取数据的，所以服务器会直接复制一遍你的指令并返回。
下面再举例一些方便理解（我们只需要指定地址及是否通断的情况即可）：
写入地址100为通： 00 00 00 00 00 06 FF 05 00 64 FF 00
写入地址1000为断：00 00 00 00 00 06 FF 05 03 E8 00 00
未完待续,,,
Modbus tcp 格式说明 通讯机制 附C#测试工具用于学习，测试
标签：lan 输入 api strong 分享图片 第一个 技术支持 logs 客户端程序
原文地址：http://www.cnblogs.com/dathlin/p/8007297.html
