C语言使用libmodbus库的Modbus TCP协议读取设备中的数据

libmodbus是一个跨平台的modbus C语言库，目前支持的平台有：Linux, Mac OS X, FreeBSD, QNX以及Windows，其官网是：https://libmodbus.org，其源代码托管在github libmodbus,其安装和使用很简单，本人在Windows10下的Visual Studio2017以及在CentOS7下都使用过。
由于本人最近从事的工作是环保设备方面的，很多时候设备采用简单的Modbus工业协议，比如非甲烷总烃分析仪的Modbus地址定义如下表：

Modbus地址定义表

名称	数据	地址	系数	值
系统参数	仪器状态	1	1	0
系统参数	运行状态	2	1	1
系统参数	控制指令	3	1	8
采样时间	年	10	1	2019
采样时间	月	11	1	11
采样时间	日	12	1	14
采样时间	时	13	1	14
采样时间	分	14	1	26
采样时间	秒	15	1	22
TVOC	状态	20	1	0
TOVC	峰面积	21	0.01	1908
总烃	浓度	22	0.01	254
CH4	状态	23	1	0
CH4	峰面积	24	0.01	1729
CH4	浓度	25	0.01	200
NMHC	状态	26	1	0
NMHC	峰面积	27	0.01	0
NMHC	浓度	28	0.01	57
苯	状态	29	1	8
苯	峰面积	30	0.01	0
苯	浓度	31	0.01	0
甲苯	状态	32	1	8
甲苯	峰面积	33	0.01	0
甲苯	浓度	34	0.01	0
乙苯	状态	35	1	8
乙苯	峰面积	36	0.01	0
乙苯	浓度	37	0.01	0
间二甲苯	状态	38	1	8
间二甲苯	峰面积	39	0.01	0
间二甲苯	浓度	40	0.01	0
对二甲苯	状态	41	1	8
对二甲苯	峰面积	42	0.01	0
对二甲苯	浓度	43	0.01	0
间-对二甲苯	状态	44	1	8
间-对二甲苯	峰面积	45	0.01	0
间-对二甲苯	浓度	46	0.01	0
苯乙烯	状态	47	1	8
苯乙烯	峰面积	48	0.01	0
苯乙烯	浓度	49	0.01	0
邻二甲苯	状态	50	1	8
邻二甲苯	峰面积	51	0.01	0
邻二甲苯	浓度	52	0.01	0

非甲烷总烃分析仪有三个关键参数，即总烃、CH4、NMHC的浓度，对应Modbus寄存器地址分别为：22,25,28，获取对应寄存器数据后还需要乘以0.01

相应的代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <time.h>

#include "modbus.h"

//#include <windows.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
	// 定义存放数据的数组
	uint16_t tab_reg[20] = { 0 };
	const char* ip = "15.18.23.56";
	int port = 502;

	// 创建libmobus TCP实例
	modbus_t *pmbs_ctx = modbus_new_tcp(ip, port);
	modbus_set_debug(pmbs_ctx, 1);
	modbus_set_slave(pmbs_ctx, 1);	// 设置从机地址
	// 连接设备
	int nRet = modbus_connect(pmbs_ctx);
	// 连接失败
	if (-1 == nRet)
	{
		printf("connect failed:%s\n", modbus_strerror(errno));
		modbus_free(pmbs_ctx);

		return -1;
	}

	// 设置Modbus超时时间
	struct timeval tv;
	tv.tv_sec = 0;
	tv.tv_usec = 1000000;  //设置modbus超时时间为1000毫秒 
	modbus_set_response_timeout(pmbs_ctx, tv.tv_sec, tv.tv_usec);

	// 每隔1秒钟发送Modbus TCP请求，读取对应寄存器并打印出数据
	while (true)
	{
		printf("--------------------------------------------------\n");
		// 读取保持寄存器的值，起始地址为22，寄存器个数为10，读取到tab_reg数组中
		int regs = modbus_read_registers(pmbs_ctx, 22, 10, tab_reg);

		// 获取当前时间
		// 获取系统时间
		time_t now_time = time(NULL);
		// 获取本地时间
		struct tm* t_tm = localtime(&now_time);
		// 将时间转换为秒  
		//time_t mk_time = mktime(t_tm);
		// 输出当前时间
		printf("当前数据时间为：%04d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d\n", t_tm->tm_year + 1990, t_tm->tm_mon + 1,
			t_tm->tm_mday, t_tm->tm_hour, t_tm->tm_min, t_tm->tm_sec);

		/*SYSTEMTIME sysTm;
		GetLocalTime(&sysTm);
		printf("%4d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d.%03d 星期%1d\n", sysTm.wYear,
			sysTm.wMonth, sysTm.wDay, sysTm.wHour, sysTm.wMinute, sysTm.wSecond,
			sysTm.wMilliseconds, sysTm.wDayOfWeek);*/
		

		// 名称				数据			地址			系数			值
		// 总烃				浓度			 22			 0.01		254
		// CH4				浓度			 25			 0.01		200
		// NMHC				浓度			 28			 0.01		57
		printf("总烃的浓度为：%.3f ppmV\n", tab_reg[0] * 0.01);
		printf("CH4的浓度为：%.3f ppmV\n", tab_reg[3] * 0.01);
		printf("NMHC的浓度为：%.3f ppmV\n", tab_reg[6] * 0.01);
		printf("--------------------------------------------------\n");

		Sleep(1000);
	}
	

	// 关闭modbus连接
	modbus_close(pmbs_ctx);
	//释放modbus资源，使用完libmodbus需要释放掉
	modbus_free(pmbs_ctx);

	getchar();

	return 0;
}

运行测试：

Connecting to 15.18.23.56:502
--------------------------------------------------
[00][01][00][00][00][06][01][03][00][16][00][0A]
Waiting for a confirmation...
<00><01><00><00><00><17><01><03><14><01><31><00><00><07><C9><00><E7><00><00><00>
<00><00><4A><00><08><00><00><00><00>
当前数据时间为：2109-12-11 18:13:37
总烃的浓度为：3.050 ppmV
CH4的浓度为：2.310 ppmV
NMHC的浓度为：0.740 ppmV
--------------------------------------------------
--------------------------------------------------
[00][02][00][00][00][06][01][03][00][16][00][0A]
Waiting for a confirmation...
<00><02><00><00><00><17><01><03><14><01><31><00><00><07><C9><00><E7><00><00><00>
<00><00><4A><00><08><00><00><00><00>
当前数据时间为：2109-12-11 18:13:38
总烃的浓度为：3.050 ppmV
CH4的浓度为：2.310 ppmV
NMHC的浓度为：0.740 ppmV
--------------------------------------------------
--------------------------------------------------
[00][03][00][00][00][06][01][03][00][16][00][0A]
Waiting for a confirmation...
<00><03><00><00><00><17><01><03><14><01><31><00><00><07><C9><00><E7><00><00><00>
<00><00><4A><00><08><00><00><00><00>
当前数据时间为：2109-12-11 18:13:39
总烃的浓度为：3.050 ppmV
CH4的浓度为：2.310 ppmV
NMHC的浓度为：0.740 ppmV
--------------------------------------------------
--------------------------------------------------
[00][04][00][00][00][06][01][03][00][16][00][0A]
Waiting for a confirmation...
<00><04><00><00><00><17><01><03><14><01><31><00><00><07><C9><00><E7><00><00><00>
<00><00><4A><00><08><00><00><00><00>
当前数据时间为：2109-12-11 18:13:40
总烃的浓度为：3.050 ppmV
CH4的浓度为：2.310 ppmV
NMHC的浓度为：0.740 ppmV
--------------------------------------------------
--------------------------------------------------
[00][05][00][00][00][06][01][03][00][16][00][0A]
Waiting for a confirmation...
<00><05><00><00><00><17><01><03><14><01><31><00><00><07><C9><00><E7><00><00><00>
<00><00><4A><00><08><00><00><00><00>
当前数据时间为：2109-12-11 18:13:41
总烃的浓度为：3.050 ppmV
CH4的浓度为：2.310 ppmV
NMHC的浓度为：0.740 ppmV
--------------------------------------------------