java利⽤socket通信实现Modbus-RTU通信协议的⽰例代码
Modbus
Modbus是⼀种串⾏通信协议。Modbus ⼀个⼯业上常⽤的通讯协议、⼀种通讯约定。Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU最常⽤，⽐较简单，在单⽚机上很容易实现。
简单分析Modbus-RTU报⽂
37 03 10 3F 80 00 00 00 00 00 00 3F 80 00 00 40 40 00 00 24 dd（⼗六进制）
37：从站地址，03：功能码，10：读取的字节数，24 dd：crc校验码。其它就是传送的数据。
4G DTU（ZHC4013）
ZHC4012是⼀款全⽹通七模4G DTU，⽀持2G/3G/4G信号透明传输。⽀持⼯业RS232/485等接⼝，直接连接设备传输。这个硬件是我项⽬中实践过的，该设备可以通过4G运营商⽹络与远程服务器进⾏数据通信。具体操作可以到官⽹。
项⽬⽀持多个4G DTU设备数据上传，⽀持控制指定4G DTU设备。
附⼀个测试版本的源代码
⽤到的⼯具类
package hdo.utils;
import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStream;
public class ModBusUtils {
public static byte[] readInputStream(InputStream inputStream) throws IOException {
byte[] buffer = new byte[1024];
int len = 0;
ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();
if((len = ad(buffer)) != -1) {
bos.write(buffer, 0, len);
}
bos.close();
ByteArray();
}
public static char byteToASCLL(byte b){
return (char) b;
}
/*
* 字节数组转16进制字符串
*/
public static String bytes2HexString(byte[] b) {
String r = "";
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
String hex = HexString(b[i] & 0xFF);
if (hex.length() == 1) {
hex = '0' + hex;
}
r += UpperCase()+" ";
}
return r;
}
/**
* @TODO : 计算CRC校验码
* @AUTH : linfeng
* @DATE : 2020年8⽉27⽇下午2:11:30
* @return_type : String
* @param data
* @return
*/
public static String getCRC3(byte[] data) {
byte[] crc16_h = {
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,
(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40
};
byte[] crc16_l = {
(byte) 0x00, (byte) 0xC0, (byte) 0xC1, (byte) 0x01, (byte) 0xC3, (byte) 0x03, (byte) 0x02, (byte) 0xC2, (byte) 0xC6, (byte) 0x06, (byte) 0x07, (byte) 0xC7, (byte) 0x05, (byte) 0xC5, (byte) 0xC4, (byte) 0x04,
(byte) 0xCC, (byte) 0x0C, (byte) 0x0D, (byte) 0xCD, (byte) 0x0F, (byte) 0xCF, (byte) 0xCE, (byte) 0x0E, (byte) 0x0A, (byte) 0xCA, (byte) 0xCB, (byte) 0x0B, (byte) 0xC9, (byte) 0x09, (byte) 0x08, (byte) 0xC8, (byte) 0xD8, (byte) 0x18, (byte) 0x19, (byte) 0xD9, (byte) 0x1B, (byte) 0xDB, (byte) 0xDA, (byte) 0x1A, (byte) 0x1E, (byte) 0xDE, (byte) 0xDF, (byte) 0x1F, (byte) 0xDD, (byte) 0x1D, (byte) 0x1C, (byte) 0xDC, (byte) 0x14, (byte) 0xD4, (byte) 0xD5, (byte) 0x15, (byte) 0xD7, (byte) 0x17, (byte) 0x16, (byte) 0xD6, (byte) 0xD2, (byte) 0x12, (byte) 0x13, (byte) 0xD3, (byte) 0x11, (byte) 0xD1, (byte) 0xD0, (byte) 0x10,
(byte) 0xF0, (byte) 0x30, (byte) 0x31, (byte) 0xF1, (byte) 0x33, (byte) 0xF3, (byte) 0xF2, (byte) 0x32, (byte) 0x36, (byte) 0xF6, (byte) 0xF7, (byte) 0x37, (byte) 0xF5, (byte) 0x35, (byte) 0x34, (byte) 0xF4,
(byte) 0x3C, (byte) 0xFC, (byte) 0xFD, (byte) 0x3D, (byte) 0xFF, (byte) 0x3F, (byte) 0x3E, (byte) 0xFE, (byte) 0xFA, (byte) 0x3A, (byte) 0x3B, (byte) 0xFB, (byte) 0x39, (byte) 0xF9, (byte) 0xF8, (byte) 0x38, (byte) 0x28, (byte) 0xE8, (byte) 0xE9, (byte) 0x29, (byte) 0xEB, (byte) 0x2B, (byte) 0x2A, (byte) 0xEA, (byte) 0xEE, (byte) 0x2E, (byte) 0x2F, (byte) 0xEF, (byte) 0x2D, (byte) 0xED, (byte) 0xEC, (byte) 0x2C, (byte) 0xE4, (byte) 0x24, (byte) 0x25, (byte) 0xE5, (byte) 0x27, (byte) 0xE7, (byte) 0xE6, (byte) 0x26, (byte) 0x22, (byte) 0xE2, (byte) 0xE3, (byte) 0x23, (byte) 0xE1, (byte) 0x21, (byte) 0x20, (byte) 0xE0,
(byte) 0xA0, (byte) 0x60, (byte) 0x61, (byte) 0xA1, (byte) 0x63, (byte) 0xA3, (byte) 0xA2, (byte) 0x62, (byte) 0x66, (byte) 0xA6, (byte) 0xA7, (byte) 0x67, (byte) 0xA5, (byte) 0x65, (byte) 0x64, (byte) 0xA4,
(byte) 0x6C, (byte) 0xAC, (byte) 0xAD, (byte) 0x6D, (byte) 0xAF, (byte) 0x6F, (byte) 0x6E, (byte) 0xAE, (byte) 0xAA, (byte) 0x6A, (byte) 0x6B, (byte) 0xAB, (byte) 0x69, (byte) 0xA9, (byte) 0xA8, (byte) 0x68, (byte) 0x78, (byte) 0xB8, (byte) 0xB9, (byte) 0x79, (byte) 0xBB, (byte) 0x7B, (byte) 0x7A, (byte) 0xBA, (byte) 0xBE, (byte) 0x7E, (byte) 0x7F, (byte) 0xBF, (byte) 0x7D, (byte) 0xBD, (byte) 0xBC,
(byte) 0x7C, (byte) 0xB4, (byte) 0x74, (byte) 0x75, (byte) 0xB5, (byte) 0x77, (byte) 0xB7, (byte) 0xB6, (byte) 0x76, (byte) 0x72, (byte) 0xB2, (byte) 0xB3, (byte) 0x73, (byte) 0xB1, (byte) 0x71, (byte) 0x70, (byte) 0xB0,
(byte) 0x50, (byte) 0x90, (byte) 0x91, (byte) 0x51, (byte) 0x93, (byte) 0x53, (byte) 0x52, (byte) 0x92, (byte) 0x96, (byte) 0x56, (byte) 0x57, (byte) 0x97, (byte) 0x55, (byte) 0x95, (byte) 0x94, (byte) 0x54,
(byte) 0x9C, (byte) 0x5C, (byte) 0x5D, (byte) 0x9D, (byte) 0x5F, (byte) 0x9F, (byte) 0x9E, (byte) 0x5E, (byte) 0x5A, (byte) 0x9A, (byte) 0x9B, (byte) 0x5B, (byte) 0x99, (byte) 0x59, (byte) 0x58, (byte) 0x98, (byte) 0x88, (byte) 0x48, (byte) 0x49, (byte) 0x89, (byte) 0x4B, (byte) 0x8B, (byte) 0x8A, (byte) 0x4A, (byte) 0x4E, (byte) 0x8E, (byte) 0x8F, (byte) 0x4F, (byte) 0x8D, (byte) 0x4D, (byte) 0x4C, (byte) 0x8C, (byte) 0x44, (byte) 0x84, (byte) 0x85, (byte) 0x45, (byte) 0x87, (byte) 0x47, (byte) 0x46, (byte) 0x86, (byte) 0x82, (byte) 0x42, (byte) 0x43, (byte) 0x83, (byte) 0x41, (byte) 0x81, (byte) 0x80, (byte) 0x40
};
int crc = 0x0000ffff;
int ucCRCHi = 0x00ff;
int ucCRCLo = 0x00ff;
int iIndex;
for (int i = 0; i < data.length; ++i) {
iIndex = (ucCRCLo ^ data[i]) & 0x00ff;
ucCRCLo = ucCRCHi ^ crc16_h[iIndex];
ucCRCHi = crc16_l[iIndex];
}
crc = ((ucCRCHi & 0x00ff) << 8) | (ucCRCLo & 0x00ff) & 0xffff;
//⾼低位互换，输出符合相关⼯具对Modbus CRC16的运算
crc = ((crc & 0xFF00) >> 8) | ((crc & 0x00FF) << 8);
return String.format("%04X", crc);
}
/**
* 16进制表⽰的字符串转换为字节数组
*
* @param hexString 16进制表⽰的字符串
* @return byte[] 字节数组
*/
public static byte[] hexStringToByteArray(String hexString) {
hexString = placeAll(" ", "");
int len = hexString.length();
byte[] bytes = new byte[len / 2];
for (int i = 0; i < len; i += 2) {
// 两位⼀组，表⽰⼀个字节，把这样表⽰的16进制字符串，还原成⼀个字节
bytes[i / 2] = (byte) ((Character.digit(hexString.charAt(i), 16) << 4) + Character
.digit(hexString.charAt(i + 1), 16));
}
return bytes;
}
}
服务端代码
package hdo.utils.thread;
import java.io.InputStream;
import java.ServerSocket;
import java.Socket;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import hdo.utils.ModBusUtils;
public class SocketServer extends Thread {
public Map<String,Socket> clientMap = new HashMap<>();
public void run() {
try {
//创建socket服务端
@SuppressWarnings("resource")
ServerSocket server = new ServerSocket(9666);
while (true){
System.out.println("建⽴监听");
Socket client = server.accept();
System.out.println("建⽴连接");
//获取注册包
InputStream is = InputStream();
byte[] bytes = adInputStream(is);
String str = "";
for(int i=0;i<bytes.length;i++) {
if(i==0){
System.out.print("⼗进制："+bytes[i]+" ");
}else {
System.out.print(bytes[i]+" ");
}
str=str+ModBusUtils.byteToASCLL(bytes[i]);
}
System.out.println("⼗六进制："+ModBusUtils.bytes2HexString(bytes));
System.out.println("注册包："+str);
//添加客户端
clientMap.put(str,client);
Service service = new Service(clientMap);
service.start();
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
package st;
import java.io.InputStream;
import java.io.OutputStream;
import java.Socket;
import java.util.*;
/**
* TODO
*
* @author linfeng
* @date 2021/4/13 17:50
*/
public class Service extends Thread {
private Map<String, Socket> clientMap = new HashMap<>();
public Service(){
}
public Service(Map<String,Socket> clientMap){
this.clientMap=clientMap;
}
public void run() {
while(true) {
try {
for(Map.Entry<String, Socket> entry : Set()) {
//注册包节点编号
String registrationPacket = Key();
Socket socket = Value();
assert socket != null;
InputStream is = InputStream();
OutputStream os = OutputStream();
if (is.available() != 0) {
byte[] bytes = adInputStream(is);
String str = ModBusUtils.bytes2HexString(bytes);
System.out.print("⼗六进制：" + str);
//截取对应的数据
List<Float> floatList = new ArrayList<>();
String[] arr = str.split(" ");
if (arr.length > 20) {
for (int i = 7; i < arr.length - 2; i += 4) {
String a = arr[i] + arr[i + 1] + arr[i + 2] + arr[i + 3];
Float f = Float.intBitsToFloat(Integer.valueOf(a, 16));
System.out.print("浮点数：" + f);
floatList.add(f);
}
}
System.out.println("节点编号：" + registrationPacket);
byte[] by = new byte[19];
by[0] = 55;
by[1] = 3;
by[2] = 16;
by[3] = 63;
by[4] = -128;
by[5] = 0;
by[6] = 0;
by[7] = 0;
by[8] = 0;
by[9] = 0;
by[10] = 0;
socket通信报文格式by[11] = 0;
by[12] = 0;
by[13] = 0;
by[14] = 0;
String hexStr = HexString(Float.floatToIntBits(Float.parseFloat("2.0")));
byte[] b = ModBusUtils.hexStringToByteArray(hexStr);
by[15] = b[0];
by[16] = b[1];
by[17] = b[2];
by[18] = b[3];
//crc3校验
String crc = CRC3(by);
byte[] crcByte = ModBusUtils.hexStringToByteArray(crc);
byte[] data = new byte[21];
data[19] = crcByte[0];
data[20] = crcByte[1];
for (int i = 0; i < by.length; i++) {
data[i] = by[i];
}
os.write(data);
System.out.println(registrationPacket + "：写⼊数据：" + String(data));
} else {
continue;
}
}
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
try {
Thread.sleep(5000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
}
到此这篇关于java利⽤socket通信实现Modbus-RTU通信协议的⽰例代码的⽂章就介绍到这了，更多相关java Modbus-RTU通信协议内容请搜索以前的⽂章或继续浏览下⾯的相关⽂章希望⼤家以后多多⽀持！
版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。
发表评论