基于OpenHarmony 系统通过Modbus协议读取设备数据

Modbus简介

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Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气 Schneider Electric）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议的业界标准（De facto），并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。

Modbus RTU（Remote Terminal Unit 远程终端单元）：这种方式常采用RS-485做为物理层，一般利用芯片的串口实现数据报文的收发，报文数据采用二进制数据进行通信。

Modbus TCP/IP 或 Modbus TCP ：这是一种 Modbus 变体版本，使用 TCP/IP 网络进行通信，通过 502 端口进行连接。报文不需要校验和计算，因为以太网底层已经实现了CRC32 数据完整性校验

Modbus RTU

地址：取值范围是0-247，如果是0，就是主站广播报文；如果是1-247，则有可能是主站请求或者从站应答。

功能码：也就是报文命令，代表主站对从站的操作，读或者写。

数据：数据字段，主请求报文，从应答报文会有所差异。也就是说假设抓取总线报文，如何区分是主站请求还是从站应答，则需要通过数据字段进行区分了。

CRC校验：采样CRC16，16位循环冗余校验。

部分功能码解析

1、功能码 –读线圈状态

主机发送：01 01 00 01 00 08 6C 0C
从机回复: 01 01 01 2F 10 54
主机解析：01 地址(设备ID)

01  功能码；

            00 01  代表查询的起始线圈地址，即从0001线圈开始查询。

            00 08 查询线圈数量。

            6C 0C 循环冗余校验。

从机解析：01 地址(设备ID)。

01  功能码；

            01  代表后面数据的字节数。

            2F    读取以0001线圈开始的8个线圈的状态。0x2F二进制为00101111，对应状态为1111                         0100

            10 54 循环冗余校验。

2、功能码 –-读离散输入寄存器

功能：读离散输入寄存器，位操作，可读单个或多个，类似功能码0X01。

3、功能码 –-读保持寄存器的值

主机发送：01 03 00 01 00 01 D5 CA
从机回复: 01 03 02 00 01 79 84
主机解析：01 地址(设备ID)

03  功能码；

            00 01  代表查询的起始寄存器地址，即从0001寄存器开始查询。

            00 01 查询寄存器数量。

            D5 CA 循环冗余校验。

从机解析：01 地址(设备ID)。

03  功能码；

            02  代表后面数据的字节数。

            00 01 查询0001寄存器的值。

            79 84 循环冗余校验。

4、功能码 –-读输入寄存器

功能：读输入寄存器，字节操作，可读单个或多个，类似功能码0X03。

5、功能码 –-写单个保持寄存器

功能：对单个线圈进行写操作，位操作，只能写一个。写入0xFF00表示将线圈置为ON，写入0x0000表示将线圈置为OFF，其它值无效。

主机发送数据：从站地址+功能码+寄存器起始地址+数据值+校验码

    从站应答数据：从站地址+功能码+寄存器地址+写入值+校验码

6、功能码 –-写单个保持寄存器

主机发送：01 06 00 02 00 01 E9 CA
从机回复: 01 06 00 02 00 01 E9 CA
主机解析：01 地址(设备ID)

06  功能码；

            00 02  代表待写入的起始寄存器地址，即从0002寄存器开始写数据。

            00 01 写入的寄存器的值。即给0002寄存器写入0001

            E9 CA 循环冗余校验。

从机解析：01 地址(设备ID)。

06  功能码；

            02  代表后面数据的字节数。

            00 01 查询0001寄存器的值。

            E9 CA 循环冗余校验。

7、功能码 –-写多个线圈状态

主机发送：01 0F 00 01 00 07 01 6B B2 B9
从机回复: 01 0F 00 01 00 07 45 C9
主机解析：01 地址(设备ID)

0F  功能码；

            00 01  代表待写入的起始线圈地址，即从0001线圈开始写数据。

            00 07 待写入的线圈的数量。

            01 后面写入数据的字节数。

            6B写入寄存器的值，即11010110。二进制01101011

            B2 B9 循环冗余校验。

从机解析：01 地址(设备ID)。

0F  功能码；

            00 01  代表待写入的起始线圈地址，即从0001线圈开始写数据。

            00 07 待写入的线圈的数量。

            45 C9 循环冗余校验。

8、功能码 – 写多个保持寄存器

主机发送：01 10 00 04 00 03 06 00 01 00 00 00 01 5B 55
从机回复: 01 10 00 04 00 03 C1 C9
主机解析：01 地址(设备ID)

10  功能码；

            00 04  代表待写入的起始寄存器地址，即从0004寄存器开始写数据。

            00 03 待写入的寄存器的数量。

            06 后面写入数据的字节数。

         0001,0000,0001写入寄存器的值。即给0004,0005,0006寄存器分别写入0001，0000,0001

            5B 55 循环冗余校验。

从机解析：01 地址(设备ID)。

10  功能码；

            00 04  代表待写入的起始寄存器地址，即从0004寄存器开始写数据。

            00 03 待写入的的寄存器的值。即给0004,0005,0006寄存器分别写入0001，0000,0001

            C1 C9 循环冗余校验。