使用Java编写ModbusTCP主从通信程序

概述

在本文中，我将教你如何使用Java编写ModbusTCP主站和ModbusTCP从站的通讯程序。Modbus是一种常见的工业通讯协议，用于在设备之间进行数据交换。ModbusTCP是Modbus协议在TCP/IP网络上的实现。

为了更好地理解整个过程，我们将首先介绍整个通讯流程，并使用表格展示每个步骤。然后，我们将详细说明每个步骤涉及的代码和其功能。最后，我们将使用Mermaid语法绘制旅程图和类图，以便更直观地理解程序的结构和交互关系。

整体流程

下表展示了ModbusTCP主站和从站通讯程序的整体流程：

步骤 主站行为 从站行为
1 建立TCP连接 等待TCP连接
2 发送Modbus请求报文 接收Modbus请求报文
3 等待响应报文 处理请求报文并发送响应报文
4 接收响应报文 等待下一个请求报文
5 解析响应报文 解析请求报文

代码实现

步骤1：建立TCP连接

// 主站代码
String ipAddress = "192.168.0.1";
int port = 502;

try {
    Socket socket = new Socket(ipAddress, port);
    // 建立TCP连接成功
    // TODO: 后续操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
    // 建立TCP连接失败
    // TODO: 错误处理
}

// 从站代码
int port = 502;

try {
    ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(port);
    Socket socket = serverSocket.accept();
    // 接受TCP连接成功
    // TODO: 后续操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
    // 接受TCP连接失败
    // TODO: 错误处理
}

步骤2：发送Modbus请求报文

// 主站代码
try {
    OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
    DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(outputStream);

    byte[] request = new byte[]{0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x06, 0x01, 0x03, 0x00, 0x01, 0x00, 0x01};
    dataOutputStream.write(request);
    dataOutputStream.flush();

    // 发送Modbus请求报文成功
    // TODO: 后续操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
    // 发送Modbus请求报文失败
    // TODO: 错误处理
}

// 从站代码
try {
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(inputStream);

    byte[] request = new byte[12];
    dataInputStream.readFully(request);

    // 接收Modbus请求报文成功
    // TODO: 后续操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
    // 接收Modbus请求报文失败
    // TODO: 错误处理
}

步骤3：等待响应报文

// 主站代码
try {
    InputStream inputStream = socket.getInputStream();
    DataInputStream dataInputStream = new DataInputStream(inputStream);

    byte[] response = new byte[8];
    dataInputStream.readFully(response);

    // 接收Modbus响应报文成功
    // TODO: 后续操作
} catch (IOException e) {
    e.printStackTrace();
    // 接收Modbus响应报文失败
    // TODO: 错误处理
}

// 从站代码
try {
    OutputStream outputStream = socket.getOutputStream();
    DataOutputStream dataOutputStream = new DataOutputStream(outputStream);

    byte[] response = new byte[]{0x00, 0x01, 0x00, 0x00, 0x00, 0x05, 0x01, 0x03, 0x02, 0xCD, 0x6B};
    dataOutputStream.write(response);
    dataOutputStream.flush();

    // 发送Modbus响应报文成功
    // TODO: 后续操作