ModbusTCP協(xié)議報(bào)文詳細(xì)分析

更新時(shí)間：2022.01.12 作者：管理員瀏覽次數(shù)：149

（一）ModbusTCP協(xié)議分析

ModbusTCP與ModbusUDP的報(bào)文格式是一樣的，它們之間的區(qū)別其實(shí)就是TCP與UDP的區(qū)別，因此下面就針對(duì)ModbusTCP的協(xié)議進(jìn)行分析，ModbusTCP與ModbusRtu（ModbusASCII）之間的區(qū)別如下圖：

從上圖可以看出，ModbusTCP在Modbus串行通信的基礎(chǔ)上，去除了校驗(yàn)（由于TCP本身就帶有校驗(yàn)和）和設(shè)備地址（ModbusTCP弱化了設(shè)備地址，用IP地址來(lái)取代），再加上MBAP報(bào)文頭（占7 bytes），下面針對(duì)MBAP進(jìn)行分析說(shuō)明：（下表可左右滑動(dòng)）

域	長(zhǎng)度	說(shuō)明	客戶機(jī)	服務(wù)器
事務(wù)處理標(biāo)識(shí)符	2字節(jié)	Modbus請(qǐng)求/響應(yīng)事務(wù)處理的標(biāo)識(shí)	客戶機(jī)啟動(dòng)	復(fù)制響應(yīng)
協(xié)議標(biāo)識(shí)符	2字節(jié)	0=Modbus協(xié)議	客戶機(jī)啟動(dòng)	復(fù)制響應(yīng)
長(zhǎng)度	2字節(jié)	長(zhǎng)度之后的字節(jié)總數(shù)	客戶機(jī)啟動(dòng)	服務(wù)器啟動(dòng)
單元標(biāo)識(shí)符	1字節(jié)	串行鏈路或其它總線的從站識(shí)別	客戶端啟動(dòng)	復(fù)制響應(yīng)

下面針對(duì)具體報(bào)文進(jìn)行分析，Modbus協(xié)議在以太網(wǎng)鏈路上的報(bào)文格式如下所示：（下表可左右滑動(dòng)）

事務(wù)處理標(biāo)識(shí)符	協(xié)議標(biāo)識(shí)符	長(zhǎng)度	單元標(biāo)識(shí)符	功能碼	數(shù)據(jù)
2 bytes	2 bytes	2 bytes	1 byte	1 byte	N bytes

有了以上理論基礎(chǔ)之后，下面針對(duì)各個(gè)功能碼進(jìn)行詳細(xì)分析：

（二）讀取輸出線圈

發(fā)送報(bào)文格式如下：

發(fā)送報(bào)文含義：讀取服務(wù)器1號(hào)從站輸出線圈，起始地址為0x13=19，對(duì)應(yīng)地址為00020，線圈數(shù)量為0x1B=27，即讀取1號(hào)從站輸出線圈，地址從00020-00046，共27個(gè)線圈的狀態(tài)值。

這里值得注意一下，協(xié)議中的起始地址指的是索引，后面的地址指的是具體地址，對(duì)于任意一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，索引都是從0開(kāi)始的，但是對(duì)應(yīng)的具體地址，與存儲(chǔ)區(qū)是相關(guān)的，比如輸出線圈，0對(duì)應(yīng)00001；輸入線圈，0對(duì)應(yīng)10001；輸入寄存器，0對(duì)應(yīng)30001；保持寄存器，0對(duì)應(yīng)40001。

返回報(bào)文格式如下：

返回報(bào)文含義：返回服務(wù)器1號(hào)從站輸出線圈00020-00046，共27個(gè)線圈的狀態(tài)值，返回字節(jié)數(shù)為4個(gè)，分別為CD 6B B2 05。

CD=1100 1101 對(duì)應(yīng) 00020-00027

6B=0110 1011 對(duì)應(yīng) 00028-00035

B2=1011 0010 對(duì)應(yīng) 00036-00043

05=0000 0101 對(duì)應(yīng) 00044-00046

（三）讀取輸入線圈

發(fā)送報(bào)文格式如下：

發(fā)送報(bào)文含義：讀取服務(wù)器1號(hào)從站輸入線圈，起始地址為0xC4=196，對(duì)應(yīng)地址為10197，線圈數(shù)量為0x1D=29，即讀取1號(hào)從站輸入線圈，地址從10197-10225，共29個(gè)線圈的狀態(tài)值。

返回報(bào)文格式如下：

返回報(bào)文含義：返回服務(wù)器1號(hào)從站輸入線圈10197-10225，共29個(gè)線圈的狀態(tài)值，返回字節(jié)數(shù)為4個(gè)，分別為CD 6B B2 05。

CD=1100 1101 對(duì)應(yīng) 10197-10204

6B=0110 1011 對(duì)應(yīng) 10205-10212

B2=1011 0010 對(duì)應(yīng) 10213-10220

05=0000 0101 對(duì)應(yīng) 10221-10225

（四）讀取保持寄存器

發(fā)送報(bào)文格式如下：

發(fā)送報(bào)文含義：讀取服務(wù)器1號(hào)從站保持寄存器，起始地址為0x6B=107，對(duì)應(yīng)地址為40108，寄存器數(shù)量為0x02=2，即讀取1號(hào)從站保持寄存器，地址從40108-40109，共2個(gè)寄存器的數(shù)值。

返回報(bào)文格式如下：

返回報(bào)文含義：返回服務(wù)器1號(hào)從站保持寄存器40108-40109，共2個(gè)寄存器的數(shù)值，返回字節(jié)數(shù)為4個(gè)，分別為02 2B 01 06，40108對(duì)應(yīng)數(shù)值為0x022B，40109對(duì)應(yīng)數(shù)值為0x0106。

（五）讀取輸入寄存器

發(fā)送報(bào)文格式如下：

發(fā)送報(bào)文含義：讀取服務(wù)器1號(hào)從站輸入寄存器，起始地址為0x6B=107，對(duì)應(yīng)地址為30108，寄存器數(shù)量為0x02=2，即讀取1號(hào)從站保持寄存器，地址從30108-30109，共2個(gè)寄存器的數(shù)值。

返回報(bào)文格式如下：

返回報(bào)文含義：返回服務(wù)器1號(hào)從站輸入寄存器30108-30109，共2個(gè)寄存器的數(shù)值，返回字節(jié)數(shù)為4個(gè)，分別為02 2B 01 06，30108對(duì)應(yīng)數(shù)值為0x022B，30109對(duì)應(yīng)數(shù)值為0x0106。

（六）預(yù)置單線圈

發(fā)送報(bào)文格式如下：

發(fā)送報(bào)文含義：預(yù)置服務(wù)器1號(hào)從站單個(gè)線圈的值，線圈地址為0x00AC=172，對(duì)應(yīng)地址為00173，斷通標(biāo)志0xFF00表示置位，0x000表示復(fù)位，即置位1號(hào)從站輸出線圈00173。

返回報(bào)文格式如下：

返回報(bào)文含義：預(yù)置單輸出線圈原報(bào)文返回。

（七）預(yù)置單寄存器

發(fā)送報(bào)文格式如下：

發(fā)送報(bào)文含義：預(yù)置服務(wù)器1號(hào)從站單個(gè)保持寄存器的值，寄存器地址為0x0087=135，對(duì)應(yīng)地址為40136，寫入值為0x039E，即預(yù)置1號(hào)從站保持寄存器40136值為0x039E。

返回報(bào)文格式如下：

返回報(bào)文含義：預(yù)置單保持寄存器原報(bào)文返回。

（八）預(yù)置多線圈

發(fā)送報(bào)文格式如下：

發(fā)送報(bào)文含義：預(yù)置服務(wù)器1號(hào)從站多個(gè)線圈的值，線圈地址為0x0013=19，對(duì)應(yīng)地址為00020，線圈數(shù)為0x0A=10，寫入值為0xCD00，即預(yù)置1號(hào)從站線圈00020-00027=0xCD=1100 1101，00028-00029=0x00=0000 0000。

返回報(bào)文格式如下：

返回報(bào)文含義：預(yù)置多輸出線圈返回報(bào)文是在原報(bào)文基礎(chǔ)上除去字節(jié)數(shù)及具體字節(jié)后返回。

（九）預(yù)置多寄存器

發(fā)送報(bào)文格式如下：

發(fā)送報(bào)文含義：預(yù)置服務(wù)器1號(hào)從站多個(gè)寄存器的值，寄存器地址為0x0087=135，起始地址為40136，寄存器數(shù)量為0x02=2，結(jié)束地址為40137，寫入值為0xCD00和0x0A10，即預(yù)置1號(hào)從站寄存器40136=0x0105，40137=0x0A10。

返回報(bào)文格式如下：