java借助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

2018-07-27  4tr  转自 会飞的李小浩

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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:

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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

package com.hxz.mdbus;

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;  
    }
}

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