Modbus TCP 协议详解及C语言示例

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Modbus TCP 协议详解及C语言示例

2023-09-25 11:52| 来源: 网络整理| 查看: 265

在这里插入图片描述 Modbus TCP 是一种应用于以太网的通讯协议,基于Modbus RTU协议。Modbus协议是一种应用于串行数据通信的协议,广泛应用于工业控制系统。Modbus TCP 将传统的 Modbus RTU 消息封装在 TCP/IP 报文中,使其能够在现代的以太网环境中进行通信。本文将详细介绍 Modbus TCP 协议的报文格式、各部分具体含义,并给出 C 语言的示例。

Modbus TCP 报文格式

Modbus TCP 报文主要包含以下部分:

事务标识符(Transaction Identifier):2 字节协议标识符(Protocol Identifier):2 字节长度(Length):2 字节单元标识符(Unit Identifier):1 字节功能码(Function Code):1 字节数据(Data):n 字节 1. 事务标识符

事务标识符用于标识请求/响应报文对。客户端发起请求时生成一个唯一的事务标识符,服务器响应时使用相同的事务标识符。这使得客户端能够区分并正确处理并发请求。

2. 协议标识符

协议标识符用于区分不同的上层协议。对于 Modbus TCP 来说,协议标识符固定为 0x0000。

3. 长度

长度字段表示从单元标识符开始的报文总字节数。包括单元标识符、功能码和数据字段。

4. 单元标识符

单元标识符用于标识设备中的特定单元。在 Modbus TCP 中,单元标识符对应于 Modbus RTU 中的设备地址。

5. 功能码

功能码用于指示报文的操作类型。如读取保持寄存器、写入单个寄存器等。常见的功能码有:

0x03:读取保持寄存器0x06:写入单个寄存器0x10:写入多个寄存器 6. 数据

数据字段的内容取决于功能码。例如,对于读取保持寄存器操作,数据字段包含起始寄存器地址和要读取的寄存器数量。

C 语言示例

以下是一个使用 C 语言实现的 Modbus TCP 客户端示例,用于读取保持寄存器:

#include #include #include #include #include #include #define BUFFER_SIZE 1024 int main() { int client_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP); if (client_socket == -1) { perror("socket"); exit(1); } struct sockaddr_in server_addr; memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr)); server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr("192.168.1.100"); server_addr.sin_port = htons(502); if (connect(client_socket, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) == -1) { perror("connect"); exit(1); } // 构建 Modbus TCP 读取保持寄存器请求报文 unsigned char request[12] = { 0x00, 0x01, // 事务标识符 0x00, 0x00, // 协议标识符 0x00, 0x06, // 长度 0x01, // 单元标识符 0x03, // 功能码:读取保持寄存器 0x00, 0x00, // 起始寄存器地址 0x00, 0x01 // 要读取的寄存器数量 }; // 发送请求报文 if (write(client_socket, request, sizeof(request)) == -1) { perror("write"); exit(1); } // 接收响应报文 unsigned char response[BUFFER_SIZE]; int response_length = read(client_socket, response, BUFFER_SIZE); if (response_length == -1) { perror("read"); exit(1); } // 解析响应报文 if (response[7] != 0x03) { printf("Error: Invalid function code in response.\n"); exit(1); } if (response[8] != 0x02) { printf("Error: Invalid data length in response.\n"); exit(1); } int register_value = (response[9]


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