基于modbus和串口通讯的Java module bus串口协议

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mob6454cc777577 2023-12-27 12:53:28

文章标签 基于modbus和串口通讯的Java 网络 tcp/ip 网络协议寄存器 文章分类 Java 后端开发

Modbus协议简介

文章目录

Modbus协议简介

1、啥是Modbus协议？
2、Modbus模型
3、Modbus协议版本
4、Modbus通信
5、Modbus不同存储区介绍：
6、Modbus协议学习三个工具：
7、常用的数据类型转换：
8、总结

1、啥是Modbus协议？

1.1、Modbus协议介绍：

long long ago，有一家叫Modicon的公司开发了一种真正用于工业现场的总线协议，你看Mod+bus就是这样来的！Modicon公司本着更好普及和推动Modbus基于以太网（TCP/IP）分布式应用，将Modbus所有权移交给IDA，至此成了开源协议。

modbus协议：1、定义了一个控制器能够认识和使用的消息结构，而不管他们是经过何种网络进行通信的；2、而且描述了控制器请求访问其他设备的过程，如何应答来自其他设备的请求，以及怎样侦测错误并记录；3、制定了统一的消息域的结构和内容；

说白了，modbus协议同其他协议一样，就是约定，规约！===>>>通过格式，结构或者特定功能码告诉对方你想干啥！

1.2、Modbus协议的特点：

[1] Modbus协议标准开发，公开发表且无版权要求；开源免费好用，所以应用广泛；

[2] 支持多种电气接口，包括RS232，RS485，TCP/IP等，还可以在各种介质上面传输，如双绞线，光纤，红外，无线等；

[3] Modbus协议消息帧，格式简单，紧凑，通俗易懂。用户理解和使用简单，厂商容易开发和集成，方便形成工业控制网络。

2、Modbus模型

2.1、这是一个卡位的家伙：

Modbus是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议，这层是针对特定应用的协议，你发的邮件，远程登录，传输的文件等等都是应用层协议；这么好用，又拥有大批粉丝，那后来的TCP/IP协议自然也得支持了，这是基于TCP的Modbus。

3、Modbus协议版本

3.1、关于变种的传说：

传说在遥远的东方，有一位长着天眼的战神，天眼一开，顿时可横扫宇内，斩杀各类妖魔鬼怪，不用说了，大家知道我说的是二郎神—杨戬！杨戬的宠物，哮天犬，就是一个变种：又能咬人，又能变形，又能当宠物狗！同样Modbus在不断的演变过程中，也出现了变异，演变出许多的变种，当然这是人为造成的！

3.2、串行链路上的变种：

Modbus在串行链路上有两个变种：Modbus RTU模式和Modbus ASCII模式，至于两个变种的差异，小二已经给您罗列好了，请细细品尝下表：（RT8,ASC7）

Modbus在串行链路上两种不同模式的对比：

特性	RTU模式	ASCII模式
编码	二进制	ASCII（打印字符：0-9，a-z,A-Z）
每个字符位数	起始位：1Bit	起始位：1Bit
	数据位：8Bits	数据位：7Bits
	奇偶校验（可选）：1位	奇偶校验（可选）：1位
	停止位：1或2	停止位：1或2
报文校验	CRC（循环冗余校验）	LRC（纵向冗余校验）

3.3、以太网链路上的变种：

这个真是百家齐放，以至于存在多个Modbus/TCP变种，这里不做介绍了。

4、Modbus通信

4.1、Modbus在串行链路的通用报文格式：看到了吗？帧报文之间间隔3.5个字符。

	地址	功能码	数据	CRC校验
小于3.5个字符的报文间隔时间	1*byte	1*byte	N*byte	2*byte	小于3.5个字符的报文间隔时间

4.2、主/从有别：

Modbus协议是一个主/从架构的协议，就像电影长城里面的怪兽头==>>用触角发指令给其他下属怪兽==>> 同样下属怪兽==>>也可以通过触角给怪兽头进行通信==>>而且怪兽头可以同所有下属怪兽通信==>>下属怪兽只能直接同怪兽头通信===>>下属怪兽A和B不能直接通信==>>完美的modbus通讯！真怀疑张艺谋是学过modbus的！

5、Modbus不同存储区介绍：

5.1、神秘的小房子==寄存器：

您好，客官，笑傲江湖厅请，每次听到这个我都非常开心，我知道笑傲江湖厅这个神秘的小房子里面会有很多乐趣。同样的Modbus通讯中，数据都是放在寄存器中的，这就是Modbus的神秘小房子。而且还分了不同代号的好几个小房子。

【1】线圈状态小房子：

0X：输出端口，位，读/写，存储单元地址：00001-OXXXX；类比PLC中的DO；应用：电磁阀输出，LED显示灯等；

【2】离散输入状态小房子：

1X：线圈，位，只读，存储单元地址：10001-1XXXX；类比PLC中的DI；应用：拨码开关，接近开关；

【3】保持寄存器小房子：

3X：输入寄存器，字，只读，存储单元地址：30001-3XXXX；类比PLC中的AO；应用：模拟量设定值；

【4】输入寄存器小房子：

4X：保持/输出寄存器，字，读/写，存储单元地址：40001-4XXXX；类比PLC中的AI；应用：模拟量输入；

6、Modbus协议学习三个工具：

6.1、Modbus Slave / Modbus Poll / VSPD

请自行搜索软件下载，小二不能提供帮助；

7、常用的数据类型转换：

数据类型	C#简称	数据长度（位）	数据范围
位	Bit	1	0-1
字节	Byte	8	0-255
有符号16位整数	Short	16	-32768-32768
无符号16位整数	UShort	16	0-65535
有符号32位整数	Int	32	-2E31-2E31
无符号32位整数	UInt	32	0-2E32
单精度浮点数	Float	32	-3.4E38-3.4E38
有符号64位整数	Long	64	-2E63-2E63
无符号64位整数	ULong	64	0-2E64
双精度浮点数	Double	64	-1.79E308-1.79E308
字符串	String	64	无