ModbusTCP協議報文解析

 

報文格式

交互（通信）標識：2個字節 為此次通信事務處理標識符，一般每次通信之后將被要求加1以區別不同的通信數據報文。
協議標識：2個字節 表示該條指令遵循ModbusTCP協議，一般都為00 00
報文長度：2個字節 表示后面數據的長度，有幾個字節，高字節在前
（前六位Modbus/TCP協議不同功能碼通用）

設備標識 ：1個字節 設備地址，這個可以用于局域網里面的具體的地址，如果目標機器有固定ip，這個就不起作用，直接上寫成 00
功能碼：1個字節 功能碼在modbus協議用于表示信息幀的功能
數據：N個字節 后面數據根據不同功能碼不同。

 

 

modbus 常用功能代碼

十進制	功能	數據類型
01	讀取 多個線圈	位
02	讀取 多個離散量輸入量	位
03	讀取 多個保持寄存器	16進制整型
04	讀取 多個輸入寄存器	16進制整型
05	寫入 單個線圈	位
06	寫入 單個寄存器	16進制整型
15	寫入 多個線圈	位
16	寫入 多個寄存器	16進制整型

功能碼詳解

01 讀取多個線圈

示例報文：

請求：00 01 00 00 00 06 FF 01 00 01 00 10

第1，2位 00 01 交互標識
第3，4位 00 00 協議標識
第5，6位 00 06 后面報文長度 有6位
第7位 FF 設備地址，發送什么，響應什么
第8位 01 功能碼

第9，10位00 01 起始地址

第11，12位 00 10查詢線圈長度，查詢16位線圈

響應：00 01 00 00 00 05 FF 01 02 0A 02

前四位和7，8位同請求發送的報文

第5，6位是后面報文長度

第9位是后面數據位的長度，

第10位開始是數據位。

01查詢線圈，每一個16進制數據表示8位線圈

第10位0A --> 0000 1010 第二位是1，第四位是1

02 讀取多個離散量輸入

同01

03 讀取 多個保持寄存器

寄存器讀取與線圈的區別，響應數據，寄存器數據每兩個字節表示1位，一次請求不能超過127個地址
示例報文：

請求：00 01 00 00 00 06 01 03 00 05 00 02
第1，2位 00 01 交互標識
第3，4位 00 00 協議標識
第5，6位 00 06 后面報文長度 有6位
第7位 01 設備地址，發送什么，響應什么
第8位 03 功能碼

第9，10位00 05起始地址
第11，12位 00 02查詢寄存器長度，查詢2個寄存器

響應：00 01 00 00 00 07 01 03 04 00 22 00 00
前四位（00 01 00 00）和7，8位（01 03）同請求發送的報文
第5，6位 00 07 是后面報文長度
第9位 04 是后面數據位的長度
第10-13位 數據位（00 22 00 00）

04 讀取 多個輸入寄存器

同03

05 （05H）寫入 單個線圈

請求：00 01 00 00 00 06 FF 05 00 01 FF 00

第9，10位 00 01 寫入線圈的地址

第11，12位 寫入的數據值 FF 00 表示置ON/1狀態 00 00 表示置OFF/0狀態

響應：00 01 00 00 00 06 FF 05 00 01 FF 00

15（0FH）寫入 多個線圈

請求：00 01 00 00 00 06 FF 0F 00 05 00 0A 02 CD 01

第9，10位 00 05寫入的起始地址

第11，12位 00 0A寫入線圈數量

第13位 02數據字節數量

第14位之后是數據 低字節在前

CD 01 —> 1100 1101 0000 0001

位	0C	0B	0A	09	08	07	06	05
值	1	1	0	0	1	1	0	1
位	14	13	12	11	10	0F	0E	0D
值	0	0	0	0	0	0	0	1

06（06H） 寫入 單個寄存器

請求：00 05 00 00 00 06 FF 06 00 05 00 23

向地址為5的寄存器寫入35。
第9，10位 00 05寫入的起始地址
第11，12位 00 0A寫入寄存器的值

響應：00 05 00 00 00 06 FF 06 00 05 00 23

16（10H）寫入多個寄存器

請求：00 06 00 00 00 0B FF 10 00 02 00 02 04 00 21 00 2A

從地址2開始寫入兩個寄存器，2寄存器寫入33，3寄存器寫入42
第9，10位 00 02寫入的起始地址
第11，12位 00 02寫入寄存器的數量
第13位 04 后面數據的字節
第14-17位 數據

響應：00 06 00 00 00 06 FF 10 00 02 00 02

從地址2開始寫入兩個寄存器，2寄存器寫入33，3寄存器寫入42

第9，10位 00 02寫入的起始地址

第11，12位 00 02寫入寄存器的數量

第13位 04 后面數據的字節

第14-17位 數據

響應：00 06 00 00 0 0 06 FF 10 00 02 00 02

錯誤響應

當發生通訊異常時，響應前7位仍然為modbus正常協議格式，第八位響應功能碼（請求功能碼+0x80），第九位異常碼。

異常數據即包含異常碼的數據：
目前使用的異常碼是：01，02，03和04。

• 響應功能碼 = 請求功能碼 + 0x80
• 響應報文提供異常碼顯示出錯原因。

常見異常碼含義：

異常碼	名稱	含義
01	非法功能	對于服務器（或從站）來說，詢問中接收到的功能碼是不可允許的操作，可能是因為功能碼僅適用于新設備而被選單元中不可實現同時，還指出服務器（或從站）在錯誤狀態中處理這種請求，例如：它是未配置的，且要求返回寄存器值。
02	地址非法	對于服務器（或從站）來說，詢問中接收的數據地址是不可允許的地址，特別是參考號和傳輸長度的組合是無效的。對于帶有100個寄存器的控制器來說，偏移量96和長度4的請求會成功，而偏移量96和長度5的請求將產生異常碼02。
03	數據非法	對于服務器（或從站）來說，詢問中包括的值是不可允許的值。該值指示了組合請求剩余結構中的故障。例如：隱含長度是不正確的。modbus協議不知道任何特殊寄存器的任何特殊值的重要意義，寄存器中被提交存儲的數據項有一個應用程序期望之外的值。
04	從站設備故障	當服務器（或從站）正在設法執行請求的操作時，產生不可重新獲得的差錯。

特殊數據處理

float 按IEEE-754標準協議存儲

C#中浮點數的二進制格式遵循IEEE754標準

IEEE-754格式標準：一個浮點數有2部分組成：底數m和指數e
IEEE-754

寄存器地址

Modbus協議定義的寄存器地址是5位十進制地址，即:
線圈(DO)地址:00001~09999
觸點(DI)地址:10001~19999
輸入寄存器(AI)地址:30001~39999
輸出寄存器(AO)地址:40001~49999

0x代表線圈(DO)類地址，1x代表觸點(DI)類地址、 3x代表輸入寄存器(AI)類地址、4x代表輸出寄存器(AO)類地址。
在實際編程中，前綴的區分作用（有功能碼進行區分），所以只需說明后4位數，而且需轉換為4位十六進制地址。
Modbus 數據地址格式是從0開始，寄存器地址對應報文中地址關系，x0001對應00 00，示例40003對應 00 02地址

以上根據開發時查的資料和網上資料整理一些的有用信息,方便開發查詢