实际应用modbus 通讯

认真学习的jerry · 发表于 2026-1-21 08:28:15

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现在想处理modbus tcp相关的事情，具体为TCP转RS485网关搭建这个平台,之前没了解过这里，想通过modbus tcp 客户端向服务器发送一组速度数据，现在在不确定是什么网关时候我怎么在看到网关后，将modbus tcp连接成功获取到服务器的报文？然后通过这个报文发送我想发送的数据？

FishC · 发表于 2026-1-21 08:29:03

你好！作为FishC的计算机教育专家，我来为你解答Modbus TCP通讯的问题。

首先，让我们理清基本概念：
- Modbus TCP 是一种基于TCP/IP协议的Modbus变体，默认端口是502。
- TCP转RS485网关是一种设备，它将Modbus TCP请求转换为RS485信号，从而连接Modbus RTU/ASCII设备。你需要知道网关的IP地址来连接。

现在，回答你的问题：如何连接网关并发送速度数据？

确认网关信息：
- 找到网关的IP地址（通常通过路由器DHCP或默认设置）。
- 默认端口是502，如果不确定，检查网关手册。
准备Modbus TCP客户端：
- 你可以使用Python的pymodbus库，它简化了Modbus通讯。
- 安装pymodbus：在命令行中运行 pip install pymodbus。
连接并发送数据：
- Modbus TCP客户端连接网关（作为服务器），网关转发请求到RS485设备。
- 发送速度数据通常使用“写保持寄存器”功能码（Modbus功能码6或16），因为速度值可能是16位或32位整数。
- 接收到响应报文后，确认数据是否成功写入。

以下是一个Python代码示例，展示如何连接Modbus TCP服务器（即你的网关）并发送速度数据：

from pymodbus.client import ModbusTcpClient
# 设置网关的IP地址和端口
gateway_ip = "192.168.1.100" # 替换为你的网关IP
port = 502
# 创建Modbus TCP客户端
client = ModbusTcpClient(gateway_ip, port)
# 连接网关
if client.connect():
print("连接成功！")
# 假设速度数据存储在保持寄存器中，地址为0（根据设备手册调整）
# 速度值：例如1000 RPM，作为16位整数发送
speed_value = 1000
address = 0 # 寄存器起始地址
slave_id = 1 # 从站ID，通常为1，根据设备设置
# 写单个寄存器（功能码6）
response = client.write_register(address, speed_value, slave=slave_id)
if response.isError():
print("写入失败：", response)
else:
print("速度数据发送成功！")
# 获取响应报文：响应对象包含原始数据
print("响应报文：", response)
# 关闭连接
client.close()
else:
print("连接失败！")

复制代码

如何获取服务器的报文？
- 在上述代码中，response 对象包含服务器（网关）返回的报文。你可以打印它来查看原始数据。pymodbus会自动解析报文，但如果你需要原始字节，可以检查响应属性。

发送你想发送的数据：
- 确定速度数据在设备中的存储方式：通常是保持寄存器。参考设备手册，找到正确的寄存器地址和数据类型（例如，16位整数、32位浮点数等）。
- 如果需要发送多个寄存器，使用 write_registers 方法。

注意事项：
1. 网关设置：确保网关的IP地址与你的网络在同一子网。如果不确定，尝试使用默认IP（如192.168.1.100）或通过工具扫描。
2. 从站ID：RS485设备可能有不同的从站ID，在网关转发时需要指定。通常，网关透明传输，所以客户端直接指定从站ID。
3. 报文理解：Modbus TCP报文包括事务标识、协议标识、长度、单元标识（从站ID）和功能码+数据。但库会处理这些细节，你只需关注数据部分。

如果你没有具体网关型号，建议先测试连接：使用Modbus扫描工具或简单代码尝试连接，确认IP和端口。发送数据后，检查设备是否响应。

希望这能帮助你搭建平台！如有更多问题，欢迎继续提问。

以上回复来自 FishC AI 小助理，如未能正确解答您的问题，请继续追问。

认真学习的jerry · 发表于 2026-1-21 08:38:59

FishC 发表于 2026-1-21 08:29
你好！作为FishC的计算机教育专家，我来为你解答Modbus TCP通讯的问题。

首先，让我们理清基本概念：

如果是使用C语言呢，怎么进行处理因为我的系统是用C语言写的

FishC · 发表于 2026-1-21 08:40:01

认真学习的jerry 发表于 2026-01-21 08:38
FishC 发表于 2026-1-21 08:29
你好！作为FishC的计 ...

你好！对于C语言实现Modbus TCP客户端，我为你提供一个简洁的解决方案。

在C语言中实现Modbus TCP客户端，通常使用socket编程。以下是详细步骤：

1. 建立TCP连接：使用标准的socket API连接网关。
2. 构造Modbus TCP报文：按照Modbus TCP协议格式构造请求帧。
3. 发送请求并接收响应。

下面是一个简单的C语言示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <sys/socket.h>
#define PORT 502
#define MBAP_HEADER_SIZE 7
// 定义Modbus TCP报文结构（简化版）
typedef struct {
uint16_t transaction_id;
uint16_t protocol_id;
uint16_t length;
uint8_t unit_id;
uint8_t function_code;
uint16_t starting_address;
uint16_t value;
} modbus_write_single_register_t;
int main() {
int sock = 0;
struct sockaddr_in serv_addr;
// 创建socket
if ((sock = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0) {
printf("Socket创建失败\n");
return -1;
}
serv_addr.sin_family = AF_INET;
serv_addr.sin_port = htons(PORT);
// 设置网关IP地址（根据实际情况修改）
if (inet_pton(AF_INET, "192.168.1.100", &serv_addr.sin_addr) <= 0) {
printf("无效的地址\n");
return -1;
}
// 连接网关
if (connect(sock, (struct sockaddr *)&serv_addr, sizeof(serv_addr)) < 0) {
printf("连接失败\n");
return -1;
}
printf("连接成功！\n");
// 准备写单个寄存器的请求（功能码6）
modbus_write_single_register_t request;
// 设置MBAP头
request.transaction_id = htons(1); // 事务ID
request.protocol_id = htons(0); // 协议ID，Modbus TCP固定为0
request.length = htons(6); // 后续字节数：单元ID1+功能码1+寄存器地址2+寄存器值2
request.unit_id = 1; // 从站ID
// 设置Modbus PDU
request.function_code = 0x06; // 写单个寄存器
request.starting_address = htons(0); // 寄存器起始地址
request.value = htons(1000); // 速度值，例如1000 RPM
// 发送请求
int bytes_sent = send(sock, &request, sizeof(request), 0);
if (bytes_sent < 0) {
printf("发送失败\n");
close(sock);
return -1;
}
printf("已发送%d字节数据\n", bytes_sent);
// 接收响应
char buffer[256] = {0};
int bytes_received = recv(sock, buffer, sizeof(buffer), 0);
if (bytes_received < 0) {
printf("接收失败\n");
} else {
printf("收到响应：%d字节\n", bytes_received);
// 打印响应报文（十六进制）
printf("响应报文（十六进制）：");
for (int i = 0; i < bytes_received; i++) {
printf("%02X ", (unsigned char)buffer[i]);
}
printf("\n");
// 解析响应
if (bytes_received >= 12) {
uint16_t received_value = (buffer[10] << 8) | buffer[11];
printf("写入的寄存器值：%d\n", ntohs(received_value));
}
}
close(sock);
return 0;
}

复制代码

对于你的具体需求，这里有一些关键点：

1. 确定网关信息：
- 找到网关的IP地址（查看设备标签或使用网络扫描工具）
- 确认Modbus TCP端口（默认502）

2. 理解Modbus TCP报文结构：
- MBAP头（7字节）：事务标识(2) + 协议标识(2) + 长度(2) + 单元标识(1)
- PDU：功能码(1) + 数据(n字节)

3. 发送速度数据：
- 通常使用功能码6（写单个寄存器）或功能码16（写多个寄存器）
- 需要知道目标寄存器的地址（根据设备手册）
- 速度数据可能需要转换为设备理解的格式（如16位整数、32位浮点数等）

4. 编译和运行：
- 在Linux上使用gcc编译： gcc modbus_client.c -o modbus_client
- 运行： ./modbus_client

5. 调试和测试：
- 可以使用网络调试工具（如Wireshark）捕获和分析Modbus TCP报文
- 先测试连接，再发送数据

如果你想使用更高级的C语言Modbus库，可以考虑：
- libmodbus（跨平台，功能完整）
- freemodbus（主要用于嵌入式系统）

如果你需要处理多个寄存器、读取数据或其他Modbus功能，代码结构类似，只需调整功能码和数据部分即可。

希望这个C语言示例能帮助你在你的系统中实现Modbus TCP通信！如果有更多问题，欢迎继续提问。

以上回复来自 FishC AI 小助理，如未能正确解答您的问题，请继续追问。

QLJJJ · 发表于 2026-1-21 09:04:14

TAB_c · 发表于 2026-1-30 14:40:47

hbzwb001 · 发表于 2026-1-30 20:51:38

行客 · 发表于 2026-1-31 10:49:24

行客 · 发表于 2026-1-31 10:54:23

不白拿，我来回复下。

TCP 转 RS485 的 Modbus 网关环境，无论你用什么品牌的 TCP 转 RS485 网关，Modbus TCP 通信都遵循固定标准，你可以按以下步骤先完成 “连接 - 获取报文 - 发送数据” 的核心逻辑：

1、确认网关基础信息：拿到网关后，先查网关的 IP 地址、Modbus TCP 端口（默认 502）、网关的 Modbus 从站地址（默认 1）、以及 RS485 侧设备的寄存器地址（比如速度数据存放在保持寄存器 40001）。
2、建立 TCP 连接：客户端（你的程序）主动连接网关的 IP:502 端口。
3、发送读寄存器指令：向网关发送 Modbus TCP 读指令，获取网关 / RS485 从站返回的报文（确认通信正常）。
4、解析返回报文：按 Modbus TCP 协议格式解析报文，确认数据格式。
5、发送自定义速度数据：按解析后的格式，构造写寄存器指令，将速度数据发送给网关。

C 语言实现完整代码：
推荐使用成熟的 libmodbus 库（工业级常用，避免重复造轮子），以下是可直接运行的代码，包含 “连接网关 - 读取报文 - 发送速度数据” 全流程：
1、环境准备：
# Ubuntu/Debian 系统
sudo apt-get install libmodbus-dev

# CentOS/RHEL 系统
sudo yum install libmodbus-devel

2、完整 C 语言代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <modbus/modbus.h>
// 配置参数（根据你的网关实际信息修改）
#define GATEWAY_IP "192.168.1.100" // 网关的IP地址
#define GATEWAY_PORT 502 // Modbus TCP默认端口
#define SLAVE_ID 1 // 网关/RS485从站地址
#define SPEED_REG_ADDR 40001 // 速度数据对应的保持寄存器地址
#define REG_NUM 1 // 读写的寄存器数量
// 函数：建立Modbus TCP连接
modbus_t* modbus_tcp_connect_gateway(const char* ip, int port) {
// 创建Modbus TCP上下文
modbus_t* ctx = modbus_new_tcp(ip, port);
if (ctx == NULL) {
fprintf(stderr, "创建Modbus TCP上下文失败：%s\n", modbus_strerror(errno));
return NULL;
}
// 设置从站地址
modbus_set_slave(ctx, SLAVE_ID);
// 建立TCP连接
if (modbus_connect(ctx) == -1) {
fprintf(stderr, "连接网关失败：%s\n", modbus_strerror(errno));
modbus_free(ctx);
return NULL;
}
printf("成功连接到Modbus TCP网关：%s:%d\n", ip, port);
return ctx;
}
// 函数：读取网关/从站的报文（读保持寄存器）
int read_modbus_data(modbus_t* ctx, uint16_t reg_addr, uint16_t reg_num, uint16_t* data) {
// 转换Modbus寄存器地址（libmodbus使用0偏移，40001对应0）
uint16_t addr = reg_addr - 40001;
// 读取保持寄存器（核心：获取服务器/网关的报文）
int rc = modbus_read_holding_registers(ctx, addr, reg_num, data);
if (rc == -1) {
fprintf(stderr, "读取寄存器失败：%s\n", modbus_strerror(errno));
return -1;
}
// 打印读取到的报文数据（原始值）
printf("读取到网关返回的报文数据：寄存器[%d] = %d\n", reg_addr, data[0]);
return 0;
}
// 函数：发送自定义速度数据到网关（写保持寄存器）
int send_speed_data(modbus_t* ctx, uint16_t reg_addr, uint16_t speed_value) {
// 转换Modbus寄存器地址（0偏移）
uint16_t addr = reg_addr - 40001;
uint16_t data[1] = {speed_value};
// 写入保持寄存器（发送自定义数据）
int rc = modbus_write_registers(ctx, addr, 1, data);
if (rc == -1) {
fprintf(stderr, "写入速度数据失败：%s\n", modbus_strerror(errno));
return -1;
}
printf("成功发送速度数据：%d 到寄存器[%d]\n", speed_value, reg_addr);
return 0;
}
int main() {
modbus_t* ctx = NULL;
uint16_t read_data[REG_NUM] = {0};
uint16_t target_speed = 1500; // 你想发送的速度数据（示例：1500rpm）
// 1. 连接网关
ctx = modbus_tcp_connect_gateway(GATEWAY_IP, GATEWAY_PORT);
if (ctx == NULL) {
return -1;
}
// 2. 读取网关的报文（确认通信正常，获取当前数据）
if (read_modbus_data(ctx, SPEED_REG_ADDR, REG_NUM, read_data) == 0) {
// 3. 发送自定义速度数据
send_speed_data(ctx, SPEED_REG_ADDR, target_speed);
// 4. 验证：再次读取，确认数据已写入
printf("\n验证写入结果：\n");
read_modbus_data(ctx, SPEED_REG_ADDR, REG_NUM, read_data);
}
// 5. 关闭连接，释放资源
modbus_close(ctx);
modbus_free(ctx);
return 0;
}

复制代码

3、编译和运营：
# 编译（链接libmodbus库）
gcc modbus_tcp_gateway.c -o modbus_gateway -lmodbus

# 运行
./modbus_gateway

Modbus 上下文创建：modbus_new_tcp() 创建 TCP 通信的上下文，是 libmodbus 的核心对象，封装了连接信息。
连接网关：modbus_connect() 建立 TCP 连接，失败时通过 modbus_strerror() 输出具体错误（如 IP 错误、端口不通、网关未上电）。
读取报文：modbus_read_holding_registers() 是获取网关报文的核心函数，它发送 Modbus 读指令，接收网关返回的报文并解析出寄存器值。
注意：Modbus 的 40001 寄存器在 libmodbus 中是 0 偏移（需减 40001），这是新手最容易踩的坑。
发送自定义数据：modbus_write_registers() 构造写指令报文，将速度数据写入网关指定寄存器，网关会自动通过 RS485 转发给从站设备。

行客 · 发表于 2026-1-31 10:56:26

完全基于 Linux 系统的原生 socket 实现，不使用三方库的实现，包含 “连接网关→读寄存器（获取报文）→写寄存器（发送速度数据）” 全流程，注释详细，可直接编译运行：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <errno.h>
// ===================== Modbus TCP 协议常量 =====================
#define MODBUS_TCP_PORT 502 // Modbus TCP默认端口
#define MODBUS_MBAP_HEADER_LEN 6 // MBAP头长度（字节）
#define MODBUS_READ_HOLDING_REG_FUNC 0x03 // 读保持寄存器功能码
#define MODBUS_WRITE_SINGLE_REG_FUNC 0x06 // 写单个寄存器功能码
// ===================== 网关/设备配置（根据实际修改） =====================
#define GATEWAY_IP "192.168.1.100" // 网关IP
#define SLAVE_ID 0x01 // 从站地址（网关/RS485设备）
#define SPEED_REG_ADDR 40001 // 速度寄存器地址（保持寄存器）
#define REG_NUM 1 // 读写寄存器数量
// 函数：创建并连接TCP套接字
int create_tcp_socket(const char* ip, int port) {
// 1. 创建TCP套接字
int sock_fd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
if (sock_fd < 0) {
fprintf(stderr, "创建socket失败：%s\n", strerror(errno));
return -1;
}
// 2. 配置网关地址结构
struct sockaddr_in server_addr;
memset(&server_addr, 0, sizeof(server_addr));
server_addr.sin_family = AF_INET;
server_addr.sin_port = htons(port); // 转换为网络字节序（大端）
// 转换IP字符串为网络字节序
if (inet_pton(AF_INET, ip, &server_addr.sin_addr) <= 0) {
fprintf(stderr, "IP地址无效：%s\n", ip);
close(sock_fd);
return -1;
}
// 3. 连接网关
if (connect(sock_fd, (struct sockaddr*)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0) {
fprintf(stderr, "连接网关失败：%s\n", strerror(errno));
close(sock_fd);
return -1;
}
printf("成功连接到网关 %s:%d\n", ip, port);
return sock_fd;
}
// 函数：构造Modbus TCP读保持寄存器报文
// 返回值：构造的报文长度
int build_read_reg_packet(uint8_t* packet, uint16_t trans_id, uint16_t reg_addr, uint16_t reg_num) {
// 步骤1：转换寄存器地址（Modbus 40001 = 0x0000，需减40001）
uint16_t modbus_addr = reg_addr - 40001;
// 步骤2：构造MBAP头（6字节）
packet[0] = (trans_id >> 8) & 0xFF; // 事务ID高字节
packet[1] = trans_id & 0xFF; // 事务ID低字节
packet[2] = 0x00; // 协议ID高字节（固定0）
packet[3] = 0x00; // 协议ID低字节（固定0）
packet[4] = (0x06 >> 8) & 0xFF; // 后续长度高字节（PDU长度=6）
packet[5] = 0x06 & 0xFF; // 后续长度低字节
// 步骤3：构造PDU（协议数据单元，6字节）
packet[6] = SLAVE_ID; // 从站地址
packet[7] = MODBUS_READ_HOLDING_REG_FUNC; // 功能码（0x03）
packet[8] = (modbus_addr >> 8) & 0xFF; // 寄存器地址高字节
packet[9] = modbus_addr & 0xFF; // 寄存器地址低字节
packet[10] = (reg_num >> 8) & 0xFF; // 寄存器数量高字节
packet[11] = reg_num & 0xFF; // 寄存器数量低字节
return MODBUS_MBAP_HEADER_LEN + 6; // 总报文长度：6+6=12字节
}
// 函数：构造Modbus TCP写单个寄存器报文
int build_write_reg_packet(uint8_t* packet, uint16_t trans_id, uint16_t reg_addr, uint16_t value) {
// 转换寄存器地址
uint16_t modbus_addr = reg_addr - 40001;
// MBAP头（6字节）
packet[0] = (trans_id >> 8) & 0xFF; // 事务ID高字节
packet[1] = trans_id & 0xFF; // 事务ID低字节
packet[2] = 0x00; // 协议ID（固定0）
packet[3] = 0x00;
packet[4] = (0x06 >> 8) & 0xFF; // PDU长度=6
packet[5] = 0x06 & 0xFF;
// PDU（6字节）
packet[6] = SLAVE_ID; // 从站地址
packet[7] = MODBUS_WRITE_SINGLE_REG_FUNC; // 功能码（0x06）
packet[8] = (modbus_addr >> 8) & 0xFF; // 寄存器地址高字节
packet[9] = modbus_addr & 0xFF; // 寄存器地址低字节
packet[10] = (value >> 8) & 0xFF; // 写入值高字节
packet[11] = value & 0xFF; // 写入值低字节
return MODBUS_MBAP_HEADER_LEN + 6; // 总长度12字节
}
// 函数：解析Modbus TCP读指令返回的报文
// 返回值：解析出的寄存器值，失败返回-1
int parse_read_response(uint8_t* response, int resp_len) {
// 校验响应长度（至少：MBAP头6 + 从站地址1 + 功能码1 + 字节数1 + 数据2 = 11字节）
if (resp_len < 11) {
fprintf(stderr, "响应报文长度异常：%d\n", resp_len);
return -1;
}
// 校验功能码（确认是读保持寄存器响应）
if (response[7] != MODBUS_READ_HOLDING_REG_FUNC) {
fprintf(stderr, "功能码不匹配：0x%02X\n", response[7]);
return -1;
}
// 提取寄存器数据（大端序转主机序）
uint16_t reg_value = (response[9] << 8) | response[10];
printf("解析网关返回报文成功：寄存器值 = %d\n", reg_value);
return reg_value;
}
// 函数：发送Modbus报文并接收响应
int send_and_receive(int sock_fd, uint8_t* send_packet, int send_len, uint8_t* recv_buf, int recv_buf_len) {
// 1. 发送报文到网关
int send_bytes = write(sock_fd, send_packet, send_len);
if (send_bytes < 0) {
fprintf(stderr, "发送报文失败：%s\n", strerror(errno));
return -1;
}
printf("发送Modbus报文成功，长度：%d字节\n", send_bytes);
// 2. 接收网关响应（阻塞读取）
int recv_bytes = read(sock_fd, recv_buf, recv_buf_len);
if (recv_bytes < 0) {
fprintf(stderr, "接收响应失败：%s\n", strerror(errno));
return -1;
}
printf("接收网关响应报文，长度：%d字节\n", recv_bytes);
return recv_bytes;
}
int main() {
int sock_fd = -1;
uint8_t send_packet[256] = {0}; // 发送报文缓冲区
uint8_t recv_buf[256] = {0}; // 接收响应缓冲区
uint16_t trans_id = 0x0001; // Modbus事务ID（自增，避免冲突）
int speed_value = 1500; // 要发送的速度数据
// 1. 创建TCP连接
sock_fd = create_tcp_socket(GATEWAY_IP, MODBUS_TCP_PORT);
if (sock_fd < 0) {
return -1;
}
// 2. 构造并发送读寄存器报文（获取网关报文）
int send_len = build_read_reg_packet(send_packet, trans_id, SPEED_REG_ADDR, REG_NUM);
int recv_len = send_and_receive(sock_fd, send_packet, send_len, recv_buf, sizeof(recv_buf));
if (recv_len > 0) {
// 解析返回的报文，获取当前寄存器值
parse_read_response(recv_buf, recv_len);
}
// 3. 构造并发送写寄存器报文（发送速度数据）
trans_id++; // 事务ID自增
memset(send_packet, 0, sizeof(send_packet));
send_len = build_write_reg_packet(send_packet, trans_id, SPEED_REG_ADDR, speed_value);
recv_len = send_and_receive(sock_fd, send_packet, send_len, recv_buf, sizeof(recv_buf));
if (recv_len > 0) {
printf("速度数据 %d 已发送到网关\n", speed_value);
}
// 4. 关闭套接字
close(sock_fd);
return 0;
}

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