【2023】java通过modbus4j实现modus TCP通讯
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编程语言
Modbus通信协议：
- 主要分为三个子协议
- RTU
- ASCII
- TCP
Modbus RTU:——传输的是字节数组（bit[]）
通信：读写
输出：可以读写
输入：只能读
-
存储区：输出线圈、输入线圈、输出寄存器、输入寄存器
- 线圈：代表一个布尔量、最小单位是一个布尔（1或者0），
- 寄存器：一个寄存器代表16个最小单位，主要用于存储数据
- 存储区代号：
- 输出线圈： 0（代号）
- 00001-09999（标准存储区地址范围）
- 000001-065536(扩展存储区地址范围)
- 输入线圈：1
- 10001-19999
- 输出寄存器：4
- 40001-49999
- 输入寄存器：3
- 30001-39999
- 输出线圈： 0（代号）
-
存储区范围：5位和6位
- 5位：标准地址-Y XXXX
- 6位：扩展地址-Y XXXXX
功能代码
验证4个常用功能码，仿真软件上面有F=01，F=02，F=03和F=04来显示
0x01：读线圈
0x02：读离散量输入
0x03：读保持寄存器
0x04：读输入寄存器
测试使用Modbus Slave（下载） 模拟
saveid：看资料”从站在modbus总线上可以有多个”，仿真软件就能模拟一个从站，就是ID=1，当然可以修改成ID=2
功能码：4个功能码，对应写4个方法，，仿真软件上的F=1，或者F=2，3，4
addr：一开始看代码4个方法addr都是从0开始，是否重复？答案是：4个功能码表示4个区域或者设备，addr表示各自区域的地址编号。
- Connection设置：设置连接参数
- 地址设置： F8 ，可以通过Setup或者右击点位的
- 设置不同存储区
读取从站
代码实现
1、依赖下载
阿里云不能直接下载
false true ias-snapshots Infinite Automation Snapshot Repository https://maven.mangoautomation.net/repository/ias-snapshot/ true false ias-releases Infinite Automation Release Repository https://maven.mangoautomation.net/repository/ias-release/ junit junit 4.13-beta-3 test com.infiniteautomation modbus4j 3.0.3 org.apache.commons commons-lang3 3.9
2、测试读取
- 读取04（寄存器）
import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.Modbus;import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.exception.ModbusIOException;import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.master.ModbusMaster;import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.master.ModbusMasterFactory;import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.tcp.TcpParameters;import java.net.InetAddress;import java.net.UnknownHostException;public class TestModbus { public static void main(String[] args) throws UnknownHostException { // 设置主机TCP参数 TcpParameters tcpParameters = new TcpParameters(); // 设置TCP的ip地址 InetAddress address = InetAddress.getByName("127.0.0.1"); // TCP参数设置ip地址 tcpParameters.setHost(address); // TCP设置长连接 tcpParameters.setKeepAlive(true); // TCP设置端口，这里设置是默认端口502 tcpParameters.setPort(Modbus.TCP_PORT); // 创建一个主机 ModbusMaster master = ModbusMasterFactory.createModbusMasterTCP(tcpParameters); Modbus.setAutoIncrementTransactionId(true); int slaveId = 1;//从机地址 int offset = 0;//寄存器读取开始地址 int quantity = 10;//读取的寄存器数量 try { if (!master.isConnected()){ master.connect(); //开启连接 } // 读取对应从机的数据，readInputRegisters读取的写寄存器，功能码04 int[] registerValues4 = master.readInputRegisters(slaveId,offset,quantity); for (int value : registerValues4){ System.out.println("Address："+offset++ +"，Value："+value); } }catch (Exception e){ e.printStackTrace(); }finally { try { master.disconnect(); } catch (ModbusIOException e) { e.printStackTrace(); } } }}3、读取工具类
import com.serotonin.modbus4j.BatchRead;import com.serotonin.modbus4j.BatchResults;import com.serotonin.modbus4j.ModbusFactory;import com.serotonin.modbus4j.ModbusMaster;import com.serotonin.modbus4j.code.DataType;import com.serotonin.modbus4j.exception.ErrorResponseException;import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusInitException;import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusTransportException;import com.serotonin.modbus4j.ip.IpParameters;import com.serotonin.modbus4j.locator.BaseLocator;public class Modbus4jReadUtils { static ModbusFactory modbusFactory; static { if (modbusFactory == null){ modbusFactory = new ModbusFactory(); } } /*** * 初始化连接 * @return ModbusMaster */ public static ModbusMaster getMaster() throws ModbusInitException{ IpParameters params = new IpParameters(); params.setHost("localhost"); params.setPort(502); // modbusFactory.createRtuMaster(wapper); //RTU 协议 // modbusFactory.createUdpMaster(params);//UDP 协议 // modbusFactory.createAsciiMaster(wrapper);//ASCII 协议// ModbusMaster master = modbusFactory.crea ModbusMaster master = modbusFactory.createTcpMaster(params,false); master.init(); return master; } /*** * 读取[01 Coil Status 0x]类型 开关数据 * @author zhengfuping * @param slaveId 从站编号 * @param offset 偏移位置 * @return Boolean */ public static Boolean readCoilStatus(int slaveId,int offset) throws ModbusInitException, ErrorResponseException, ModbusTransportException { BaseLocator loc = BaseLocator.coilStatus(slaveId,offset); Boolean value = getMaster().getValue(loc); return value; } /** * 读取[02 Input Status 1x]类型 开关数据 * * @param slaveId 从站编号 * @param offset 偏移位 * @return */ public static Boolean readInputStatus(int slaveId, int offset) throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException { // 02 Input Status BaseLocator loc = BaseLocator.inputStatus(slaveId, offset); Boolean value = getMaster().getValue(loc); return value; } /** * 读取[03 Holding Register类型 2x]模拟量数据 * @param slaveId * @param offset 位置 * @param dataType 数据类型,来自com.serotonin.modbus4j.code.DataType */ public static Number readHoldingRegister(int slaveId, int offset, int dataType) throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException { // 03 Holding Register类型数据读取 BaseLocator loc = BaseLocator.holdingRegister(slaveId, offset, dataType); Number value = getMaster().getValue(loc); return value; } /** * 读取[04 Input Registers 3x]类型 模拟量数据 */ public static Number readInputRegisters(int slaveId, int offset, int dataType) throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException { // 04 Input Registers类型数据读取 BaseLocator loc = BaseLocator.inputRegister(slaveId, offset, dataType); Number value = getMaster().getValue(loc); return value; }// 批量读取public static void batchRead(Integer count) throws ModbusInitException, ErrorResponseException, ModbusTransportException { BatchRead batch = new BatchRead(); for (int i = 0; i <= count; i++) { batch.addLocator(i,BaseLocator.holdingRegister(1,i, DataType.TWO_BYTE_INT_SIGNED)); } ModbusMaster master =getMaster(); batch.setContiguousRequests(false); BatchResults results = master.send(batch); for (int i = 0; i <= count; i++) { System.err.println(results.getValue(i)); }} public static void main(String[] args) { try { // 01测试 Boolean v011 = readCoilStatus(1,1); Boolean v012 = readCoilStatus(1,2); Boolean v013 = readCoilStatus(1,3); System.out.println("v011:" + v011); System.out.println("v012:" + v012); System.out.println("v013:" + v013); // 02测试 Boolean v021 = readInputStatus(1, 1); Boolean v022 = readInputStatus(1, 2); Boolean v023 = readInputStatus(1, 3); System.out.println("v021:" + v021); System.out.println("v022:" + v022); System.out.println("v023:" + v023); // 03测试 Number v031 = readHoldingRegister(1, 1, DataType.TWO_BYTE_INT_SIGNED);//signed Number v032 = readHoldingRegister(1, 2, DataType.TWO_BYTE_INT_SIGNED);// 同上 System.out.println("v031:" + v031); System.out.println("v032:" + v032); // 04测试 Number v041 = readInputRegisters(1, 1, DataType.TWO_BYTE_INT_SIGNED);// Number v042 = readInputRegisters(1, 2, DataType.TWO_BYTE_INT_SIGNED);// System.out.println("v041:" + v041); System.out.println("v042:" + v042);// 批量读取 batchRead(9); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }}读取结果:
4、写入工具类
import com.serotonin.modbus4j.ModbusFactory;
import com.serotonin.modbus4j.ModbusMaster;
import com.serotonin.modbus4j.code.DataType;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ErrorResponseException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusInitException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusTransportException;
import com.serotonin.modbus4j.ip.IpParameters;
import com.serotonin.modbus4j.locator.BaseLocator;
import com.serotonin.modbus4j.msg.*;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
public class Modbus4jWriteUtils {
static Log log = LogFactory.getLog(Modbus4jWriteUtils.class);
/**
* 工厂。
*/
static ModbusFactory modbusFactory;
static {
if (modbusFactory == null) {
modbusFactory = new ModbusFactory();
}
}
/**
* 获取tcpMaster
*
* @return
* @throws ModbusInitException
*/
public static ModbusMaster getMaster() throws ModbusInitException {
IpParameters params = new IpParameters();
params.setHost("localhost");
params.setPort(502);
ModbusMaster tcpMaster = modbusFactory.createTcpMaster(params, false);
tcpMaster.init();
return tcpMaster;
}
/**
* 写 [01 Coil Status(0x)]写一个 function ID = 5
* @param slaveId slave的ID
* @param writeOffset 位置
* @param writeValue 值
*/
public static boolean writeCoil(int slaveId, int writeOffset, boolean writeValue)
throws ModbusTransportException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 创建请求
WriteCoilRequest request = new WriteCoilRequest(slaveId, writeOffset, writeValue);
// 发送请求并获取响应对象
WriteCoilResponse response = (WriteCoilResponse) tcpMaster.send(request);
if (response.isException()) {
return false;
} else {
return true;
}
}
/**
* 写[01 Coil Status(0x)] 写多个 function ID = 15
* @param slaveId
* @param startOffset 开始位置
* @param bdata 写入的数据
* @return 是否写入成功
*/
public static boolean writeCoils(int slaveId, int startOffset, boolean[] bdata)
throws ModbusTransportException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 创建请求
WriteCoilsRequest request = new WriteCoilsRequest(slaveId, startOffset, bdata);
// 发送请求并获取响应对象
WriteCoilsResponse response = (WriteCoilsResponse) tcpMaster.send(request);
if (response.isException()) {
return false;
} else {
return true;
}
}
/***
* 写[03 Holding Register(4x)] 写一个 function ID = 6
* @param slaveId
* @param writeOffset
* @param writeValue
*/
public static boolean writeRegister(int slaveId, int writeOffset, short writeValue)
throws ModbusTransportException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 创建请求对象
WriteRegisterRequest request = new WriteRegisterRequest(slaveId, writeOffset, writeValue);
WriteRegisterResponse response = (WriteRegisterResponse) tcpMaster.send(request);
if (response.isException()) {
log.error(response.getExceptionMessage());
return false;
} else {
return true;
}
}
/**
*
* 写入[03 Holding Register(4x)]写多个 function ID=16
* @param slaveId
* @param startOffset 起始位置偏移量值
* @param sdata 写入的数据
*/
public static boolean writeRegisters(int slaveId, int startOffset, short[] sdata)
throws ModbusTransportException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 创建请求对象
WriteRegistersRequest request = new WriteRegistersRequest(slaveId, startOffset, sdata);
// 发送请求并获取响应对象
ModbusResponse response = tcpMaster.send(request);
if (response.isException()) {
log.error(response.getExceptionMessage());
return false;
} else {
return true;
}
}
/**
* 写入数字类型的模拟量（如:写入Float类型的模拟量、Double类型模拟量、整数类型Short、Integer、Long）
*
* @param slaveId
* @param offset
* @param value 写入值,Number的子类,例如写入Float浮点类型,Double双精度类型,以及整型short,int,long
* @param dataType com.serotonin.modbus4j.code.DataType
*/
public static void writeHoldingRegister(int slaveId, int offset, Number value, int dataType)
throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 类型
BaseLocator locator = BaseLocator.holdingRegister(slaveId, offset, dataType);
tcpMaster.setValue(locator, value);
}
public static void main(String[] args) {
try {
// 测试01 单个写入(0x)
boolean t01 = writeCoil(1, 0, true);
System.out.println("T01:" + t01);
// 测试02 批量写入(0x)
boolean t02 = writeCoils(1, 0, new boolean[] { true, false, true });
System.out.println("T02:" + t02);
// 测试03 单个写入(4x)
short v = -3;
boolean t03 = writeRegister(1, 0, v);
System.out.println("T03:" + t03);
// 测试04 批量写入(4x)
boolean t04 = writeRegisters(1, 0, new short[] { -309, 390, 91 });
System.out.println("t04:" + t04);
//写模拟量
writeHoldingRegister(1,8, 100, DataType.TWO_BYTE_INT_SIGNED);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
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