freemodbus modbus TCP 学习笔记

1.前言

    使用modbus有些时间了，期间使用过modbus RTU也使用过modbus TCP，通过博文和大家分享一些MODBUS TCP的东西。在嵌入式中实现TCP就需要借助一个以太网协议栈，在这里我选择最简单的uIP协议栈。uIP协议栈简单易用方便上手，相比于LwIP无论是移植还是使用难度都低些，这样就可以把更多的精力花在modbus tcp协议本身而不必花大量的时间研究以太网协议栈。modbus协议栈为freemodbus

【其他有用的博文】

    【1】uIP学习笔记

    【2】MODBUS协议整理——汇总

【工程代码】

    示例代码托管于GitHub——【Github Clone】

    如果有问题我会及时更新。

【使用说明】

    【1】工具链为IAR 6.5

    【2】从机IP为固定IP 192.168.1.15，请保证从机和路由器位于同一个网段中。

    【3】modbus tcp的侦听端口号为502

2.MODBUS TCP注意点

2.1 主机和从机、服务端和客户端

图1 MODBUS请求响应模型

【在modbus协议中】

主机发送modbus请求，从机根据请求内容向主机返回响应。在modbus协议中，主机总是主动方，从机总是被动方。

【在网络应用中】

在网络应用中存在客户端和服务器端，客户端（例如浏览器）发送请求到服务器，服务器向客户端返回内容（例如HTML文本）。

【在modbus tcp中】

主机是客户端，而从机是服务器端。千万不要以为服务器端重要，主机也重要，所以主机就是服务器端。

2.2 是否可以多主机

    通过前面的分析，主机为客户端那么modbus tcp支持多个主机，在一个局域网中可存在多个主机和多个从机。从机的连接能力（连接主机的数量）由uIP的最大TCP连接个数决定。

2.3 modbus TCP协议简述

modbus TCP和modbus RTU基本相同，但是也存在一些区别

    【1】从机地址变得不再重要，多数情况下忽略。从某种意义上说从机地址被IP地址取代

    【2】CRC校验变得不再重要，甚至可以忽略。由于TCP数据包中已经存在校验，为了不重复造轮子，modbus TCP干脆取消了CRC校验。

modbus TCP和modbus RTU的区别可使用下图概括

图2 modbus TCP数据包和modbus RTU数据包比较

在modbus TCP中包含一个MBAP头，该头包含以下几个部分

区域	长度	描述	客户端	服务器
传输标志	2字节	MODBUS 请求和响应传输过程中 序列号	客户端生成	应答时复制该值
协议标志	2字节	Modbus协议 默认为0