上篇我们实现了ModBusTcp协议的客户端读写,可是在很多时候编写业务代码之前是没有现场环境的。总不能在客户现场去写代码,或是蒙着眼睛写然后求神拜佛不出错,又或是在办公室部署一套硬件环境。怎么说都感觉不太合适,如果我们能用软件仿真模拟硬件那不就完美了,以后有各种不同的硬件协议接口都模拟出来,而不是每个硬件都买一套回来部署了做测试。
真要用软件仿真模拟也是可以的,客户端是对协议的请求报文发送和响应报文的解析,服务端其实就是请求报文的接收和响应报文的发送,正好和客户端的动作相反。
前面我们在写你也可以写个聊天程序 – C# Socket学习1的时候就有写Socket服务端实现,其实这个也差不了多少。

协议的理解和实现主要就是要对协议报文理解。(注意:以下报文数据都是十六进制)

  • 19 B2 是客户端发的检验信息,随意定义。
  • 00 00 代表是基于tcp/ip协议的modbus
  • 00 06 标识后面还有多长的字节
  • 02 表示站号地址
  • 03 为功能码(读保持寄存器)
  • 00 04 为寄存器地址
  • 00 01 为寄存器的长度(寄存器个数)

第一次获取前八个字节(Map报文头):19 B2 00 00 00 05 02 03 02 00 20

  • 19 B2 检验验证信息(复制的客户端发的,配件检验)
  • 00 00 代表是基于tcp/ip协议的modbus(复制的客户端发的)
  • 00 05 为当前位置到最后的长度
  • 02 表示站号地址(复制的客户端发的)
  • 03 为功能码(复制的客户端发的)

第二次获取的报文:02 00 20

  • 02 字节个数
  • 00 20 响应的数据
  • 19 B2 是客户端发的检验信息,随意定义。
  • 00 00 代表是基于tcp/ip协议的modbus
  • 00 09 从本字节下一个到最后
  • 02 站号
  • 10 功能码(转十进制就是16)
  • 00 04 寄存器地址
  • 00 01 寄存器的长度(寄存器个数)
  • 02 写字节的个数
  • 00 20 要写入的值(转十进制为32)

和请求报文的区别

  • 没有了请求报文的数据值
  • 00 09 变成了00 06 因为报文长度变了
  • 其他的报文意义和请求报文一致
  1. //启动服务
  2. public void Start()
  3. {
  4. //1 创建Socket对象
  5. var socketServer = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, SocketType.Stream, ProtocolType.Tcp);
  6. //2 绑定ip和端口
  7. IPEndPoint ipEndPoint = new IPEndPoint(IPAddress.Any, 502);
  8. socketServer.Bind(ipEndPoint);
  9. //3、开启侦听(等待客户机发出的连接),并设置最大客户端连接数为10
  10. socketServer.Listen(10);
  11. Task.Run(() => { Accept(socketServer); });
  12. }
  13. //客户端连接到服务端
  14. void Accept(Socket socket)
  15. {
  16. while (true)
  17. {
  18. //阻塞等待客户端连接
  19. Socket newSocket = socket.Accept();
  20. Task.Run(() => { Receive(newSocket); });
  21. }
  22. }

以上都和我们前面的一样,这了不一样的地方就是对请求报文的解析和响应报文的组装发送

  1. //接收客户端发送的消息
  2. void Receive(Socket newSocket)
  3. {
  4. while (newSocket.Connected)
  5. {
  6. byte[] requetData1 = new byte[8];
  7. //读取客户端发送报文 报文头
  8. int readLeng = newSocket.Receive(requetData1, 0, requetData1.Length, SocketFlags.None);
  9. byte[] requetData2 = new byte[requetData1[5] - 2];
  10. //读取客户端发送报文 报文数据
  11. readLeng = newSocket.Receive(requetData2, 0, requetData2.Length, SocketFlags.None);
  12. var requetData = requetData1.Concat(requetData2).ToArray();
  13. byte[] responseData1 = new byte[8];
  14. //复制请求报文中的报文头
  15. Buffer.BlockCopy(requetData, 0, responseData1, 0, responseData1.Length);
  16. //这里可以自己实现一个对象,用来存储客户端写入的数据(也可以用redis等实现数据的持久化)
  17. DataPersist data = new DataPersist("");
  18. //根据协议,报文的第八个字节是功能码(前面我们有说过 03:读保持寄存器 16:写多个寄存器)
  19. switch (requetData[7])
  20. {
  21. //读保持寄存器
  22. case 3:
  23. {
  24. var value = data.Read(requetData[9]);
  25. short.TryParse(value, out short resultValue);
  26. var bytes = BitConverter.GetBytes(resultValue);
  27. //当前位置到最后的长度
  28. responseData1[5] = (byte)(3 + bytes.Length);
  29. byte[] responseData2 = new byte[3] { (byte)bytes.Length, bytes[1], bytes[0] };
  30. var responseData = responseData1.Concat(responseData2).ToArray();
  31. newSocket.Send(responseData);
  32. }
  33. break;
  34. //写多个寄存器
  35. case 16:
  36. {
  37. data.Write(requetData[9], requetData[requetData.Length - 1].ToString());
  38. var responseData = new byte[12];
  39. Buffer.BlockCopy(requetData, 0, responseData, 0, responseData.Length);
  40. responseData[5] = 6;
  41. newSocket.Send(responseData);
  42. }
  43. break;
  44. }
  45. }
  46. }

这段要点就是根据请求报文获得功能码,然后对报文数据进行读取或写入动作。当然你完全可以对写入的数据进行持久化存储(如用redis),这样在断电或重启后数据依然可以正常读取。
当然,以上只是个类伪代码,为了减少代码量和方便理解,很多情况和实际可能性没有做对应的处理。

Nuget安装 Install-Package IoTClient
或图形化安装

  1. //1、实例化客户端 - 输入正确的IP和端口
  2. ModBusTcpClient client = new ModBusTcpClient("127.0.0.1", 502);
  3. //2、写操作 - 参数依次是:地址 、值 、站号 、功能码
  4. client.Write("4", (short)33, 2, 16);
  5. client.Write("4", (short)3344, 2, 16);
  6. //3、读操作 - 参数依次是:地址 、站号 、功能码
  7. var value = client.ReadInt16("4", 2, 3).Value;
  8. var value2 = client.ReadInt32("4", 2, 3).Value;
  9. //4、如果没有主动Open,则会每次读写操作的时候自动打开自动和关闭连接,这样会使读写效率大大减低。所以建议手动Open和Close。
  10. client.Open();
  11. //5、读写操作都会返回操作结果对象Result
  12. var result = client.ReadInt16("4", 2, 3);
  13. //5.1 读取是否成功(true或false)
  14. var isSucceed = result.IsSucceed;
  15. //5.2 读取失败的异常信息
  16. var errMsg = result.Err;
  17. //5.3 读取操作实际发送的请求报文
  18. var requst = result.Requst;
  19. //5.4 读取操作服务端响应的报文
  20. var response = result.Response;
  21. //5.5 读取到的值
  22. var value3 = result.Value;

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