C#使用TCPIP与ModBus进行通讯
C#使用TCP/IP与ModBus进行通讯
1. ModBus的 Client/Server模型
2. 数据包格式及MBAP header (MODBUS Application Protocol header)c tcpip协议
3. 大小端转换
4. 事务标识和缓冲清理
5. 示例代码
1. ModBus的 Client/Server模型
Client与Server之间有两种通讯方式：一种是TCP/IP，另一种是通过串口(Serial Port)，本文重点介绍第一种通讯方式。第二种方式留了接口，暂时还没有实现。
2. 数据包格式及MBAP header (MODBUS Application Protocol header)
2.1 数据包格式
数据交换过程中，数据包的格式由三部分组成：协议头 + 功能码 + 数据(请求或接受的数据)。
这里主要用到下列两个功能码（十进制）：
对于整数1，在两种机器上有两种不同的标示方式，如上图所示；因此，我们可以用&操作符来取其地址，再转换成指向byte的指针(byte*)，最后再取该指针的值；若得到的byte值为1，则为Little-Endian，否则为Big-Endian。
1:unsafe
2: {
3:int tester = 1;
4:bool littleEndian = (*(byte*)(&tester)) == (byte)1;
5: }
3.2 整数/浮点数转换成Byte数组
.Net提供了现成的API，可以BitConverter.GetBytes(value)和BitConverter.ToXXOO(Byte[] data)来进行转换。下面的代码对该转换进行了封装，加入了Little-Endian转Big-Endian的处理（以int为例）：
1:public class ValueHelper //Big-Endian可以直接转换
2: {
3:public virtual Byte[] GetBytes(int value)
4: {
5:return BitConverter.GetBytes(value);
6: }
7:public virtual int GetInt(byte[] data)
8: {
9:return BitConverter.ToInt32(data, 0);
10: }
11: }
12:
13:internal class LittleEndianValueHelper : ValueHelper //Little-Endian，转换时需要做翻转处理。 14: {
15:public override Byte[] GetBytes(int value)
16: {
17:return this.Reverse(BitConverter.GetBytes(value));
18: }
19:public virtual int GetInt(byte[] data)
20: {
21:return BitConverter.ToInt32(this.Reverse(data), 0);
22: }
23:private Byte[] Reverse(Byte[] data)
24: {
25: Array.Reverse(data);
26:return data;
27: }
28: }
4. 事务标识和缓冲处理
4.1 Transaction Identifier
上面2.2节中提到，Client每发送一个Request数据包的时候，需要带上一个标识；当Server响应该请求的时候，会把该标识复制到 Response中，返回给Client。这样Client就可以用来判断数据包有没有发串。在程序中，可以可以用一个变量及记录该标识：
1:private byte dataIndex = 0;
2:
3:protected byte CurrentDataIndex
4: {
5: get { return this.dataIndex; }
6: }
7:
8:protected byte NextDataIndex()
9: {
10:return ++this.dataIndex;
11: }
每次Client发送数据的时候，调用NextDataIndex()来取得事务标识；接着当Client读取Server的返回值的时候，需要判断数据包中的数据标识是否与发送时的标志一致；如果一致，则认为数据包有效；否则丢掉无效的数据包。
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