Modbus RTU协议及modbus库函数使用

一、与Modbus TCP的区别

在一般工业场景使用modbus RTU的场景还是更多一些，modbus RTU基于串行协议进行收发数据，包括RS232/485等工业总线协议。

与modbus TCP不同的是RTU没有报文头MBAP字段，但是在尾部增加了两个CRC检验字节（CRC16），因为网络协议中自带校验，所以在TCP协议中不需要使用CRC校验码。

RTU和TCP的总体使用方法基本一致，只是在创建modbus对象时有所不同，TCP需要传入网络socket信息；而RTU需要传入串口相关信息。

二、Modbus RTU特点

Modbus RTU也是主从问答协议，由主机发起，一问一答

Modbus RTU通过串口进行通信

设置串口参数：

设置串口参数时要求：

波特率为9600

8位数据位

1位停止位

无流控

三、Modbus RTU协议格式

ModbusRTU数据帧包含：地址码 功能码 数据 校验码

地址码：一个字节 从机ID

功能码：一个字节 同TCP（八种）

数据：起始地址 数量  数据

校验码：2个字节，对 地址码+功能码+数据进行校验，可以通过函数自动生成。

四、报文详解

03功能码为例

主机---》从机：

01 03 00 00 00 01 84 0a

01：地址码

03：功能码

00 00 ：起始地址

00 01：读的数量

84 0a :校验码

从机--》主机：

01 03 02 00 14 b8 44

01：地址码

03：功能码

02：字节计数（只计算数据的个数）

00 14：数据

b8 44：校验码 

参考示例：

值得收藏 Modbus RTU 协议详解-CSDN博客

五、模拟器的使用

由于实际硬件产品成本较高，我们这里可以使用Modbus软件模拟器，进行数据模拟从而分析Modbus协议。

使用工具：

1. ModbusPoll（模拟主机）和ModbusSlave（模拟从机）

2. vspd虚拟串口

3. UartAssist串口调试工具

设置串口参数要求：波特率为9600   8位数据位  1位停止位 无流控  无校验

虚拟串口的使用：

  • 虚拟串口的安装
  1. 将压缩包解压后，双击vspd.exe文件进行安装

2.安装完成后，找到安装目录，将Cracked下的文件复制到软件安装目录

  1. 打开软件，添加COM1和COM2端口（用完之后记得删除端口）

4.添加完端口后，打开设备管理器，这里出现如下图所示即可。

或

二、虚拟机绑定端口

  1.  将虚拟机在系统关机（必须是关机状态，挂起不行）状态下，点击虚拟机->设置->硬件->添加串行端口，添加COM1
  2. 添加完成后，第一次使用需要将电脑重启
  3. 重启之后，打开虚拟机，点击虚拟机->可移动设备->串行端口->连接
  4. 当连接上虚拟串口后，在终端输入dmesg | grep tty，可以查看到对应的设备文件，其中默认的会有ttyS0文件，剩下的就是虚拟串口对应的设备文件
  • 测试通信

1.Windows打开串口调试工具，选择好串口COM2->COM1,设置对应的波特率

2. 在虚拟机运行minicom

在虚拟机安装minicom软件

sudo apt-get install minicom

在终端执行sudo minicom -s

1）选择serial port setup，回车

2）设置设备文件，波特率，关闭流控，按如下图设置（文件改成自己的）

dmesg | grep tty 查看文件名

3）修改完成后，回车，保存修改，选择save setup as dfl，敲回车，再次选择exit回车

4）退出后就可以和windows下的串口调试工具进行通信测试

5）也可以在这个界面输入字符，查看串口助手的显示情况。

6）退出：ctrl+A、Z，在弹出的界面里输入X，即可退出。

四、将Modbus Slave模拟器作为RTU设备的从机

虚拟机绑定COM1端口，slave连接COM2端口，虚拟机通过编程测试串口通信

Modbus Slave端的配置如下：

五、可能会遇到的问题

1. 虚拟串口完成主机与vmware下虚拟机进行串口通信

虚拟串口完成主机与vmware下虚拟机进行串口通信_xcom2v2.0怎么用-CSDN博客

2. VSPD虚拟串口工具——从此告别硬件串口调试

『实用教程』VSPD虚拟串口工具——从此告别硬件串口调试_虚拟串口vspd-CSDN博客

3. vmware虚拟机检测不到vspd虚拟串口问题

vmware虚拟机检测不到vspd虚拟串口问题_vmware虚拟机 串口 vspd-CSDN博客

练习：代码完成通过串口读取slave端

串口初始化与校验码获取函数一起编译，管理员身份执行命令，

六、Modbus库

  1. 安装库
    1. 安装配置

1. 在linux中解压压缩包

tar -xvf libmodbus-3.1.7.tar.gz

2. 进入源码目录，创建文件夹(存放头文件、库文件)

cd libmodbus-3.1.7

mkdir install 

3. 执行脚本configure，进行安装配置（指定安装目录）

./configure --prefix=$PWD/install

4. 执行make和make install

make//编译

make install//安装

执行完成后会在install文件夹下生产对应的头文件、库文件件夹install，用于存放产生的头文件、库文件等

    1. 库的使用

要想编译方便，可以将头文件和库文件放到系统路径下

sudo  cp install/include/modbus/*.h  /usr/include 

sudo  cp install/lib/*  -r /lib -d

后期编译时，可以直接gcc xx.c -lmodbus

头文件默认搜索路径：/usr/include  、/usr/local/include

库文件默认搜索路径：/lib、/usr/lib

  1. 函数接口
  1. 以TCP方式创建Modbus实例，并初始化

modbus_t*   modbus_new_tcp(const char *ip, int port)
功能：以TCP方式创建Modbus实例，并初始化
参数：
    ip   ：ip地址
    port：端口号
返回值：成功：Modbus实例
      失败：NULL

  1. 设置从机ID

int modbus_set_slave(modbus_t *ctx, int slave)
功能：设置从机ID
参数：
    ctx   ：Modbus实例
    slave：从机ID
返回值：成功：0
       失败：-1

  1. 和从机（slave）建立连接

一个modbus实例只能链接一个从机：根据提供的引用内容，一个modbus实例只能连接一个从机ID。因为modbus通信协议是基于主从模式的，每个从机都有一个唯一的从机地址，主机通过从机地址来访问不同的从机。因此，一个modbus实例只能连接一个从机ID，如果需要连接多个从机，需要创建多个modbus实例。

int   modbus_connect(modbus_t *ctx)
功能：和从机（slave）建立连接
参数：
    ctx：Modbus实例
返回值：成功：0
       失败：-1

  1. 释放Modbus实例

void   modbus_free(modbus_t *ctx)
功能：释放Modbus实例
参数：ctx：Modbus实例

  1. 关闭套接字

void   modbus_close(modbus_t *ctx)
功能：关闭套接字
参数：ctx：Modbus实例

  1. 读取线圈状态，可读取多个连续线圈的状态（对应功能码为0x01）

int modbus_read_bits(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint8_t *dest)
功能：读取线圈状态，可读取多个连续线圈的状态（对应功能码为0x01）
参数：
    ctx   ：Modbus实例
    addr ：寄存器起始地址
    nb    ：寄存器个数
    dest ：得到的状态值

7)读取输入状态，可读取多个连续输入的状态（对应功能码为0x02）

int  modbus_read_input_bits(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint8_t *dest)
功能：读取输入状态，可读取多个连续输入的状态（对应功能码为0x02）
参数：
    ctx   ：Modbus实例
    addr ：寄存器起始地址
    nb   ：寄存器个数
    dest ：得到的状态值
返回值：成功：返回nb的值

  1. 读取保持寄存器的值，可读取多个连续保持寄存器的值（对应功能码为0x03）

int  modbus_read_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint16_t *dest)
功能：读取保持寄存器的值，可读取多个连续保持寄存器的值（对应功能码为0x03）
参数：
    ctx   ：Modbus实例
    addr ：寄存器起始地址
    nb    ：寄存器个数
    dest ：得到的寄存器的值
返回值：成功：读到寄存器的个数
       失败：-1

  1. 读输入寄存器的值，可读取多个连续输入寄存器的值（对应功能码为0x04）

int   modbus_read_input_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, uint16_t *dest)
功能：读输入寄存器的值，可读取多个连续输入寄存器的值（对应功能码为0x04）
参数：
    ctx   ：Modbus实例
    addr ：寄存器起始地址
    nb    ：寄存器个数
    dest ：得到的寄存器的值
返回值：成功：读到寄存器的个数
       失败：-1

  1. 写入单个线圈的状态（对应功能码为0x05）

int  modbus_write_bit(modbus_t *ctx, int addr, int status);
功能：写入单个线圈的状态（对应功能码为0x05）
参数：
    ctx     ：Modbus实例
    addr  ：线圈地址
    status：线圈状态
返回值：成功：0
      失败：-1

  1. 写入多个连续线圈的状态（对应功能码为15）

int  modbus_write_bits(modbus_t *ctx, int addr, int nb, const uint8_t *src);
功能：写入多个连续线圈的状态（对应功能码为15）
参数：
    ctx     ：Modbus实例
    addr  ：线圈地址
    nb     ：线圈个数
    src    ：多个线圈状态
返回值：成功：0
      失败：-1

  1. 写入单个寄存器（对应功能码为0x06）

int  modbus_write_register(modbus_t *ctx, int addr, int value);
功能：  写入单个寄存器（对应功能码为0x06）
参数： 
    ctx    ：Modbus实例
    addr  ：寄存器地址
    value ：寄存器的值 
返回值：成功：0
       失败：-1

12)写入多个连续寄存器（对应功能码为16）

int  modbus_write_registers(modbus_t *ctx, int addr, int nb, const uint16_t *src);
功能：写入多个连续寄存器（对应功能码为16）
参数：
    ctx    ：Modbus实例
    addr  ：寄存器地址
    nb     ：寄存器的个数
    src    ：多个寄存器的值 
返回值：成功：0
      失败：-1

  1. 编程流程
  1. 创建实例 modbus_new_tcp
  2. 设置从机id modbus_set_slave
  3. 建立连接 modbus_connect
  4. 寄存器操作
  5. 关闭套接字 modbus_close
  6. 释放实例 modbus_free
  1. 练习

通过库函数实现03功能码采集数据

注意：编译不要忘了链接库、查看网络是否能用，查看slave端协议是否正确，查看slave端是否有对应的寄存器类型，查看slave id是否一致

gcc modbus.c -lmodbus

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h> /* See NOTES */
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h> /* superset of previous */
#include <arpa/inet.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <modbus.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    int ret;
    uint16_t buf[32];
    // 1.创建实例 modbus_new_tcp,端口号字符型转整型
    modbus_t* md = modbus_new_tcp(argv[1],atoi(argv[2]));
    // 2.设置从机id modbus_set_slave
    ret = modbus_set_slave(md, 1);
    if (ret < 0)
    {
        printf("set err\n");
    }
    // 3.建立连接 modbus_connect
    ret = modbus_connect(md);
    if (ret < 0)
    {
        printf("connect err.\n");
    }
    // 4.寄存器操作
    //从0开始读十个寄存器值
    ret = modbus_read_registers(md, 0, 10, buf);
    for (int i = 0; i < 10; i++)
    {
        printf("%#x ", buf[i]);
    }
    // 5.关闭套接字 modbus_close,先关闭套接字,再释放实例
    modbus_close(md);   
    // 6.释放实例 modbus_free
    modbus_free(md);
    return 0;
}

1.任务：编程实现采集传感器数据和控制硬件设备（传感器和硬件通过slave模拟）

传感器：2个，光线传感器、加速度传感器（x\y\z）

硬件设备：2个，led灯、蜂鸣器

要求：

1.多任务编程：多线程

2.循环1s采集一次数据，并将数据打印至终端

3.同时从终端输入指令控制硬件设备

0  1 ：led灯打开

0  0：led灯关闭

1  1：蜂鸣器开

1 0 :  蜂鸣器关

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.rhkb.cn/news/206925.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系长河编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

【Web】UUCTF 2022 新生赛 个人复现

【Web】UUCTF 2022 新生赛 个人复现

目录 ①websign ②ez_rce ③ez_upload ④ez_unser ⑤ezsql ⑥ezpop ⑦funmd5 ⑧phonecode ⑨ezrce ①websign 右键打不开&#xff0c;直接抓包发包看源码 ②ez_rce “反引号” 在PHP中会被当作SHELL命令执行 ?codeprintf(l\s /); ?codeprintf(ta\c /ffffffffffl…
阅读更多...
特征变换1

特征变换1

编译工具&#xff1a;PyCharm 有些编译工具不用写print可以直接将数据打印出来&#xff0c;pycharm需要写print才会打印出来。 概念 1.特征类型 特征的类型&#xff1a;“离散型”和“连续型” 机器学习算法对特征的类型是有要求的&#xff0c;不是任意类型的特征都可以随意…
阅读更多...
Spring RabbitMQ那些事（2-两种方式实现延时消息订阅）

Spring RabbitMQ那些事（2-两种方式实现延时消息订阅）

目录 一、序言二、死信交换机和消息TTL实现延迟消息1、死信队列介绍2、代码示例(1) 死信交换机配置(2) 消息生产者(3) 消息消费者 3、测试用例 三、延迟消息交换机实现延迟消息1、安装延时消息插件2、代码示例(1) 延时消息交换机配置(2) 消息生产者(3) 消息消费者 3、测试用例 …
阅读更多...
set和map + multiset和multimap（使用+封装(RBTree)）

set和map + multiset和multimap（使用+封装(RBTree)）

set和map 前言一、使用1. set(1)、模板参数列表(2)、常见构造(3)、find和count(4)、insert和erase(5)、iterator(6)、lower_bound和upper_bound 2. multiset3. map(1)、模板参数列表(2)、构造(3)、modifiers和operations(4)、operator[] 4. multimap 二、封装RBTree迭代器原理R…
阅读更多...
科技与教育：未来教育的新趋势

科技与教育：未来教育的新趋势

在21世纪&#xff0c;科技的快速发展正在深刻地改变教育行业。从在线学习平台到虚拟现实教室&#xff0c;科技为教育带来了革命性的变化。本文将探讨科技如何影响现代教育&#xff0c;并预测未来教育的发展趋势。 一、科技在教育中的应用 在线学习平台&#xff1a;通过平台如C…
阅读更多...
JSON 与 FastJSON

JSON 与 FastJSON

JSON 与 FastJSON JSON JavaScript Object Notation&#xff08;JavaScript 对象表示法&#xff09;是目前最常用的执行对象序列化的方式。 虽然 json 最初是为了在 JavaScript 语言中使用的&#xff0c;但实际上 json 本身跟语言没有任何关系&#xff0c;各种编程语言都可以使…
阅读更多...
微服务--08--Seata XA模式 AT模式

微服务--08--Seata XA模式 AT模式

提示&#xff1a;文章写完后&#xff0c;目录可以自动生成&#xff0c;如何生成可参考右边的帮助文档 文章目录 分布式事务Seata 1.XA模式1.1.两阶段提交1.2.Seata的XA模型1.3.优缺点 AT模式2.1.Seata的AT模型2.2.流程梳理2.3.AT与XA的区别 分布式事务 > 事务–01—CAP理论…
阅读更多...
Flutter使用flutter_gen管理资源文件

Flutter使用flutter_gen管理资源文件

pub地址&#xff1a; https://pub.dev/packages/flutter_gen 1.添加依赖 在你的pubspec.yaml文件中添加flutter_gen作为开发依赖 dependencies:build_runner:flutter_gen_runner: 2.配置pubspec.yaml 在pubspec.yaml文件中&#xff0c;配置flutter_gen的参数。指定输出路…
阅读更多...
msvcp140.dll的解决方法有哪些。详细解析五种可以修复msvcp140.dll丢失的方法

msvcp140.dll的解决方法有哪些。详细解析五种可以修复msvcp140.dll丢失的方法

引言&#xff1a; 在日常使用电脑的过程中&#xff0c;我们可能会遇到一些错误提示&#xff0c;其中之一就是“msvcp140.dll丢失”。那么&#xff0c;什么是msvcp140.dll文件&#xff1f;它的作用是什么&#xff1f;当它丢失时会对电脑产生什么影响&#xff1f;本文将详细介绍…
阅读更多...
使用elementPlus去除下拉框蓝色边框

使用elementPlus去除下拉框蓝色边框

// 下拉框去除蓝色边框 .el-select {--el-select-input-focus-border-color: none !important; }
阅读更多...
仅仅通过提示词，GPT-4可以被引导成为多个领域的特定专家

仅仅通过提示词，GPT-4可以被引导成为多个领域的特定专家

The Power of Prompting&#xff1a;提示的力量&#xff0c;仅通过提示&#xff0c;GPT-4可以被引导成为多个领域的特定专家。微软研究院发布了一项研究&#xff0c;展示了在仅使用提策略的情况下让GPT 4在医学基准测试中表现得像一个专家。研究显示&#xff0c;GPT-4在相同的基…
阅读更多...
【bug篇】Tomcat一直报错，但是代码没问题

【bug篇】Tomcat一直报错，但是代码没问题

代码都没有问题&#xff0c;就是报404错误&#xff0c;原因竟然是版本不兼容&#xff0c;搞了我好长时间&#xff0c;简直麻了&#xff01;&#xff01;&#xff01; 因为我的Tomcat是11版本的&#xff0c;所以导入的servlet和jsp依赖应该是下面这些&#xff1a; <!-- Serv…
阅读更多...
c++之STL

c++之STL

首先我们来仔细研究string 首先我们需要实现string的构造函数和析构函数。有new就有delete. 然后我们实现size()和c_str()&#xff0c;其中c_str就是可以将string类型转换为char*类型返回。 通过运算符重载&#xff0c;我们就可以实现string的[]访问。 然后我们实现和append。 …
阅读更多...
【机器学习】平滑滤波

【机器学习】平滑滤波

平滑滤波技术 平滑滤波&#xff0c;顾名思义就是对信号进行处理使之整体显得更加平滑&#xff0c;降低噪声影响&#xff0c;提高信号质量&#xff0c;它常见于数字信号处理和图像处理&#xff0c;一般意义上的数字信号多体现于一维数据&#xff0c;图像信号多体现于二维数据。…
阅读更多...
mysql：免费的GUI客户端工具推荐并介绍常用的操作

mysql：免费的GUI客户端工具推荐并介绍常用的操作

给大家推荐几个常用的 mysql 数据库客户端 sequel-pro sequel-ace 官网下载地址 免费 sequel-ace 可以理解为 Sequel Pro 的升级版&#xff0c;由于Sequel Pro官方不维护了&#xff0c;特别是对 MySQL 8.0 支持不好&#xff0c;所以现在由社区维护了新分支 sequel-ace&#x…
阅读更多...
人力资源管理后台 === 角色管理

人力资源管理后台 === 角色管理

目录 1.组织架构-编辑部门-弹出层获取数据 2.组织架构-编辑部门-编辑表单校验 3.组织架构-编辑部门-确认取消 4.组织架构-删除部门 5.角色管理-搭建页面结构 6.角色管理-获取数据 7.角色管理-表格自定义结构 8.角色管理-分页功能 9.角色管理-新增功能弹层 10.角色管理…
阅读更多...
Linux 中的 ls 命令使用教程

Linux 中的 ls 命令使用教程

目录 前言 如何运用 ls 命令 1、列出带有所有权的文件和目录 2、获取以人类可读的方式显示的信息 3、列出隐藏文件 4、递归列出文件 5、在使用 ls 时对文件和目录做区分 6、列出指定扩展名的文件 7、基于大小对输出内容排序 8、根据日期和时间排序文件 让我们来总结…
阅读更多...
Ansible的重用（include和import）

Ansible的重用（include和import）

环境 管理节点&#xff1a;Ubuntu 22.04控制节点&#xff1a;CentOS 8Ansible&#xff1a;2.15.6 重用 Ansible提供四种可重用的工件&#xff1a; variable文件&#xff1a;只包含变量的文件task文件&#xff1a;只包含task的文件playbook&#xff1a;可包含play、变量、ta…
阅读更多...
MVVM 模式与 MVC 模式：构建高效应用的选择

MVVM 模式与 MVC 模式：构建高效应用的选择

&#x1f90d; 前端开发工程师&#xff08;主业&#xff09;、技术博主&#xff08;副业&#xff09;、已过CET6 &#x1f368; 阿珊和她的猫_CSDN个人主页 &#x1f560; 牛客高级专题作者、在牛客打造高质量专栏《前端面试必备》 &#x1f35a; 蓝桥云课签约作者、已在蓝桥云…
阅读更多...
代码随想录算法训练营第六十天| 84.柱状图中最大的矩形

代码随想录算法训练营第六十天| 84.柱状图中最大的矩形

文档讲解&#xff1a;代码随想录 视频讲解&#xff1a;代码随想录B站账号 状态&#xff1a;看了视频题解和文章解析后做出来了 84.柱状图中最大的矩形 class Solution:def largestRectangleArea(self, heights: List[int]) -> int:heights.insert(0, 0)heights.append(0)st…
阅读更多...
最新文章
推荐文章

Copyright @ 2022~2023