c++与modbus tcp通信的代码

时间: 2024-01-23 09:02:43 浏览: 141
以下是一个简单的C++与Modbus TCP通信的示例代码: ```cpp #include <iostream> #include <iomanip> #include <cstring> #include <cstdlib> #include <cstdio> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <arpa/inet.h> #include <errno.h> #define SERVER_IP "192.168.1.100" #define SERVER_PORT 502 // Modbus TCP帧结构 typedef struct { uint16_t trans_id; // 事务ID uint16_t proto_id; // 协议ID,默认为0 uint16_t len; // 数据长度 uint8_t unit_id; // 单元ID uint8_t func_code; // 功能码 uint16_t reg_addr; // 寄存器地址 uint16_t reg_count; // 寄存器数量 uint16_t data[256]; // 数据 } modbus_tcp_frame_t; // Modbus TCP功能码 enum { MODBUS_FUNC_READ_HOLDING_REGISTERS = 0x03, MODBUS_FUNC_WRITE_SINGLE_REGISTER = 0x06, }; // 计算CRC16校验码 uint16_t ModbusCRC16(const uint8_t *buf, int len) { uint16_t crc = 0xFFFF; for (int i = 0; i < len; ++i) { crc ^= buf[i]; for (int j = 0; j < 8; ++j) { if (crc & 0x0001) { crc >>= 1; crc ^= 0xA001; } else { crc >>= 1; } } } return crc; } // 发送Modbus TCP帧 bool SendModbusTCPFrame(int sockfd, modbus_tcp_frame_t *frame) { uint8_t buf[512] = {0}; int len = 0; // 将Modbus TCP帧转换为字节流 memcpy(buf + len, &frame->trans_id, sizeof(frame->trans_id)); len += sizeof(frame->trans_id); memcpy(buf + len, &frame->proto_id, sizeof(frame->proto_id)); len += sizeof(frame->proto_id); memcpy(buf + len, &frame->len, sizeof(frame->len)); len += sizeof(frame->len); memcpy(buf + len, &frame->unit_id, sizeof(frame->unit_id)); len += sizeof(frame->unit_id); memcpy(buf + len, &frame->func_code, sizeof(frame->func_code)); len += sizeof(frame->func_code); memcpy(buf + len, &frame->reg_addr, sizeof(frame->reg_addr)); len += sizeof(frame->reg_addr); memcpy(buf + len, &frame->reg_count, sizeof(frame->reg_count)); len += sizeof(frame->reg_count); if (frame->func_code == MODBUS_FUNC_WRITE_SINGLE_REGISTER) { memcpy(buf + len, &frame->data[0], sizeof(frame->data[0])); len += sizeof(frame->data[0]); } // 计算CRC校验码 uint16_t crc = ModbusCRC16(buf, len); memcpy(buf + len, &crc, sizeof(crc)); len += sizeof(crc); // 发送Modbus TCP帧 int ret = send(sockfd, buf, len, 0); if (ret < 0) { std::cerr << "send error: " << strerror(errno) << std::endl; return false; } else if (ret != len) { std::cerr << "send error: incomplete data" << std::endl; return false; } return true; } // 接收Modbus TCP帧 bool RecvModbusTCPFrame(int sockfd, modbus_tcp_frame_t *frame) { uint8_t buf[512] = {0}; int len = 0; // 接收Modbus TCP帧 int ret = recv(sockfd, buf, sizeof(buf), 0); if (ret < 0) { std::cerr << "recv error: " << strerror(errno) << std::endl; return false; } else if (ret == 0) { std::cerr << "recv error: connection closed by peer" << std::endl; return false; } // 将字节流转换为Modbus TCP帧 memcpy(&frame->trans_id, buf + len, sizeof(frame->trans_id)); len += sizeof(frame->trans_id); memcpy(&frame->proto_id, buf + len, sizeof(frame->proto_id)); len += sizeof(frame->proto_id); memcpy(&frame->len, buf + len, sizeof(frame->len)); len += sizeof(frame->len); memcpy(&frame->unit_id, buf + len, sizeof(frame->unit_id)); len += sizeof(frame->unit_id); memcpy(&frame->func_code, buf + len, sizeof(frame->func_code)); len += sizeof(frame->func_code); memcpy(&frame->reg_count, buf + len, sizeof(frame->reg_count)); len += sizeof(frame->reg_count); if (frame->func_code == MODBUS_FUNC_READ_HOLDING_REGISTERS) { for (int i = 0; i < frame->reg_count; ++i) { memcpy(&frame->data[i], buf + len, sizeof(frame->data[i])); len += sizeof(frame->data[i]); } } else if (frame->func_code == MODBUS_FUNC_WRITE_SINGLE_REGISTER) { memcpy(&frame->data[0], buf + len, sizeof(frame->data[0])); len += sizeof(frame->data[0]); } // 验证CRC校验码 uint16_t crc = ModbusCRC16(buf, len - sizeof(crc)); if (crc != frame->data[frame->reg_count - 1]) { std::cerr << "recv error: invalid CRC" << std::endl; return false; } return true; } // 读取Modbus寄存器值 bool ReadModbusRegisters(int sockfd, uint16_t addr, uint16_t count, uint16_t *data) { modbus_tcp_frame_t frame = {0}; frame.trans_id = rand() & 0xFFFF; // 生成随机事务ID frame.proto_id = 0; frame.len = 6; frame.unit_id = 1; frame.func_code = MODBUS_FUNC_READ_HOLDING_REGISTERS; frame.reg_addr = htons(addr); frame.reg_count = htons(count); if (!SendModbusTCPFrame(sockfd, &frame)) { return false; } if (!RecvModbusTCPFrame(sockfd, &frame)) { return false; } for (int i = 0; i < count; ++i) { data[i] = ntohs(frame.data[i]); } return true; } // 写入Modbus寄存器值 bool WriteModbusRegister(int sockfd, uint16_t addr, uint16_t value) { modbus_tcp_frame_t frame = {0}; frame.trans_id = rand() & 0xFFFF; // 生成随机事务ID frame.proto_id = 0; frame.len = 6; frame.unit_id = 1; frame.func_code = MODBUS_FUNC_WRITE_SINGLE_REGISTER; frame.reg_addr = htons(addr); frame.reg_count = htons(1); frame.data[0] = htons(value); if (!SendModbusTCPFrame(sockfd, &frame)) { return false; } if (!RecvModbusTCPFrame(sockfd, &frame)) { return false; } return true; } int main() { int sockfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0); if (sockfd < 0) { std::cerr << "socket error: " << strerror(errno) << std::endl; return -1; } struct sockaddr_in server_addr = {0}; server_addr.sin_family = AF_INET; server_addr.sin_port = htons(SERVER_PORT); server_addr.sin_addr.s_addr = inet_addr(SERVER_IP); int ret = connect(sockfd, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)); if (ret < 0) { std::cerr << "connect error: " << strerror(errno) << std::endl; close(sockfd); return -1; } uint16_t data[256] = {0}; if (ReadModbusRegisters(sockfd, 0x0000, 0x0001, data)) { std::cout << "Register 0x0000 value: " << data[0] << std::endl; } if (WriteModbusRegister(sockfd, 0x0001, 0x1234)) { std::cout << "Write register 0x0001 success" << std::endl; } close(sockfd); return 0; } ``` 该示例代码实现了Modbus TCP的读写功能,包括: - 计算CRC16校验码; - 发送Modbus TCP帧; - 接收Modbus TCP帧; - 读取Modbus寄存器值; - 写入Modbus寄存器值。 其中,`ReadModbusRegisters`函数用于读取Modbus寄存器值,`WriteModbusRegister`函数用于写入Modbus寄存器值。在主函数中,首先创建了一个TCP套接字,并连接到Modbus TCP服务器。然后,通过`ReadModbusRegisters`函数读取了寄存器0x0000的值,并通过`WriteModbusRegister`函数向寄存器0x0001写入了一个值。最后,关闭TCP套接字。需要注意的是,在实际应用中,需要根据Modbus设备的寄存器映射表来确定要读取或写入的寄存器地址和数量。

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