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springBoot 整合ModBus TCP

article 2025/1/23 7:12:09

ModBus是什么：

ModBus是一种串行通信协议，主要用于从仪器和控制设备传输信号到主控制器或数据采集系统，例如用于测量温度和湿度并将结果传输到计算机的系统。（百度答案）

ModBus 有些什么东西：

ModBus其分为两个站点，一个是主站一个是从站
在这里插入图片描述
主站和从站之间可以进行相互通讯，这里的主从站和JAVA程序中的主从关系应该是不一致的，博主在寻找资料的时候发现，所谓的从站就是用的仿真机进行模拟的，就是实打实的硬件设备，而主站才是中枢，是获取设备从站推送的数据和对设备数据进行编写的地方。
在实际业务开发过程中，对于从站的约束，需要和设备供应商进行对接，而逻辑处理业务集中在主站中。

Modbus Slave（打手）

Modbus Slave就是上面提到的仿真机，它可以在进行业务开发的过程中，充当设备的角色，方便主站获取和编写数据。
Modbus Slave下载地址
安装完成之后在Connection–>connect 里面输入激活码即可

Modbus Slave使用（刷副本）

上面说过，它就是一个仿真机，我们进行使用的时候需要先了解一下它有那些东西，我们需要对它进行那些操作
它有四个功能类型
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
然后设置完成这些之后，可以对其属性值进行编辑处理，根据不同的数据类型，可以设置多种数据值
在这里插入图片描述
更加具体的操作可以另行查找资料

获取Slave数据

数据已经存在了， 那么如何进行获取数据，这边以ModbusTcp的方式进去编写一个写入和读取的案例

  1. 导入POM依赖
    pom依赖国内是无法进行下载的，所以我们需要指定国外镜像或者下载ZIP进行打包编译成我们需要的依赖文件，博主使用的是通过ZIP文件进行打包编译导入的。(博主资源中有ZIP包，需要的可以自行获取)
    解压ZIP文件之后，通过IDEA进行打包编译即可，有需要的可以通过 maven deploy方法进行推送到maven仓库中
    在这里插入图片描述
    pom文件中添加依赖即可
        <dependency>
            <groupId>com.infiniteautomation</groupId>
            <artifactId>modbus4j</artifactId>
            <version>3.1.1-SNAPSHOT</version>
        </dependency>
  1. 读取数据
package com.example.modbusserve.Test;

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;

/**
 * modbus通讯工具类,采用modbus4j实现（读取）
 *
 */
public class Modbus4jUtils {
    /**
     * 工厂。
     */
    static ModbusFactory modbusFactory;
    static {
        if (modbusFactory == null) {
            modbusFactory = new ModbusFactory();
        }
    }

    /**
     * 获取master
     *
     */
    public static ModbusMaster getMaster() throws ModbusInitException {
        IpParameters params = new IpParameters();
        params.setHost("192.168.1.7");
        params.setPort(502);
        // 采用 Modbus RTU over TCP/IP，第二个参数为 true，即 modbusFactory.createTcpMaster(params, true)，这里用的是TCP协议
        ModbusMaster master = modbusFactory.createTcpMaster(params, false);// TCP 协议
        master.init();
        return master;
    }

    /**
     * 读取[01 Coil Status 0x]类型 开关数据
     *
     * @param slaveId
     *            slaveId
     * @param offset
     *            位置
     * @return 读取值
     */
    public static Boolean readCoilStatus(int slaveId, int offset)
            throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
        // 01 Coil Status
        BaseLocator<Boolean> 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
     * @param offset
     * @return
     */
    public static Boolean readInputStatus(int slaveId, int offset)
            throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
        // 02 Input Status
        BaseLocator<Boolean> 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
     *            slave Id
     * @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<Number> 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
     *
     * @param slaveId
     *            slaveId
     * @param offset
     *            位置
     * @param dataType
     *            数据类型,来自com.serotonin.modbus4j.code.DataType
     * @return 返回结果
     */
    public static Number readInputRegisters(int slaveId, int offset, int dataType)
            throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
        // 04 Input Registers类型数据读取
        BaseLocator<Number> loc = BaseLocator.inputRegister(slaveId, offset, dataType);
        Number value = getMaster().getValue(loc);
        return value;
    }

    /**
     * 批量读取使用方法
     *
     * @throws ModbusTransportException
     * @throws ErrorResponseException
     * @throws ModbusInitException
     */
    public static void batchRead() throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {

        BatchRead<Integer> batch = new BatchRead<Integer>();

        batch.addLocator(0, BaseLocator.holdingRegister(1, 1, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT));
        batch.addLocator(1, BaseLocator.inputStatus(1, 0));

        ModbusMaster master = getMaster();

        batch.setContiguousRequests(false);
        BatchResults<Integer> results = master.send(batch);
        System.out.println(results.getValue(0));
        System.out.println(results.getValue(1));
    }

    /**
     * 测试
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        try {
            // 01测试
            Boolean v011 = readCoilStatus(1, 0);
            Boolean v012 = readCoilStatus(1, 1);

            System.out.println("v011:" + v011);
            System.out.println("v012:" + v012);
//            // 02测试
//            Boolean v021 = readInputStatus(1, 0);
//            Boolean v022 = readInputStatus(1, 1);
//            Boolean v023 = readInputStatus(1, 2);
//            System.out.println("v021:" + v021);
//            System.out.println("v022:" + v022);
//            System.out.println("v023:" + v023);
//
//            // 03测试
//            Number v031 = readHoldingRegister(1, 1, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);// 注意,float
//            Number v032 = readHoldingRegister(1, 3, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);// 同上
//            System.out.println("v031:" + v031);
//            System.out.println("v032:" + v032);
//
//            // 04测试
//            Number v041 = readInputRegisters(1, 0, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);//
//            Number v042 = readInputRegisters(1, 2, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);//
//            System.out.println("v041:" + v041);
//            System.out.println("v042:" + v042);
//            // 批量读取
//            batchRead();

        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

其中slaveId和offset对应的就是仿真机中的从站编码和地址码
在这里插入图片描述
通过不同的读取方法，可以读取不同业务类型中的数据。返回值仿真机中只能存数字（只是有误符号的区别），所以固定是Number

  1. 写入数据
package com.example.modbusserve.Test;


import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;

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.ModbusResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteCoilRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteCoilResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteCoilsRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteCoilsResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteRegisterRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteRegisterResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteRegistersRequest;

/**
 * modbus4j写入数据
 *
 * @author xq
 *
 */
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
     * @return 是否写入成功
     * @throws ModbusTransportException
     * @throws ModbusInitException
     */
    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
     *            slaveId
     * @param startOffset
     *            开始位置
     * @param bdata
     *            写入的数据
     * @return 是否写入成功
     * @throws ModbusTransportException
     * @throws ModbusInitException
     */
    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;
        }

    }

    /***
     * 保存寄存器
     * 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
     *            modbus的slaveID
     * @param startOffset
     *            起始位置偏移量值
     * @param sdata
     *            写入的数据
     * @return 返回是否写入成功
     * @throws ModbusTransportException
     * @throws ModbusInitException
     */
    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 registerCount
     *            ,com.serotonin.modbus4j.code.DataType
     * @throws ModbusTransportException
     * @throws ErrorResponseException
     * @throws ModbusInitException
     */
    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<Number> locator = BaseLocator.holdingRegister(slaveId, offset, dataType);
        tcpMaster.setValue(locator, value);
    }

    public static void main(String[] args) {
        try {
            //@formatter:off
            // 测试01
			boolean t01 = writeCoil(1, 4, true);
			System.out.println("T01:" + t01);

            // 测试02
//			boolean t02 = writeCoils(1, 0, new boolean[] { true, false, true });
//			System.out.println("T02:" + t02);

            // 测试03
//			short v = -3;
//			boolean t03 = writeRegister(1, 0, v);
//			System.out.println("T03:" + t03);
            // 测试04
//			boolean t04 = writeRegisters(1, 0, new short[] { -3, 3, 9 });
//			System.out.println("t04:" + t04);
            //写模拟量
//            writeHoldingRegister(1,0, 10.1f, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);

            //@formatter:on
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }

}

代码中独有相对于的注释，可以自行参考使用


http://www.kler.cn/a/514574.html

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