如何进行modbus协议数据的读写操作？

# 1. 了解Modbus协议

Modbus协议是一种常用的工业通讯协议，起源于上个世纪70年代，最初由Modicon公司开发。它被广泛应用于自动化领域，实现设备之间的数据交换。根据通讯方式的不同，Modbus协议可以分为Modbus RTU和Modbus TCP两种类型。Modbus RTU是基于串行通讯的协议，数据以二进制形式传输，适用于远程设备的通讯；而Modbus TCP则是基于TCP/IP协议的协议，数据以太网传输，适用于局域网通讯。

了解Modbus协议的历史和类型，有助于我们更好地理解其工作原理和应用范围，为后续的操作和优化提供基础。在接下来的章节中，我们将深入探讨如何进行Modbus协议数据的读写操作，让读者能够更加熟练地应用这一通讯协议。

# 2. 准备工作

在进行Modbus协议数据的读写操作之前，确保充分了解并完成以下准备工作能使整个过程更顺利。

### 确定Modbus设备及网络连接

在实施Modbus协议通讯前，需要明确设备相关信息并合理设置网络连接参数。

#### 检查设备通讯参数

在开始设备连接前，请确认以下通讯参数：
- 设备地址：每个Modbus设备都有唯一的地址标识
- 数据格式：确定使用的是何种数据格式，如数据位、校验位及停止位
- 波特率：通讯双方需设置相同的波特率，常见的值有9600、19200等

#### 设置网络连接配置

在确认设备参数后，设置网络连接配置是必不可少的一步。
##### 配置串口通讯
通过串口连接设备时，需指定串口号及其他通讯参数。

import serial
ser = serial.Serial('COM1', 9600, timeout=2)

##### 配置TCP/IP通讯

如果使用TCP/IP连接，需指明IP地址及端口号。

import socket
client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
client.connect(('192.168.1.100', 502))

以上是准备工作的基本步骤，确保设备参数与网络连接配置正确设置，才能进行后续的数据读写操作。

# 3.1 读取Modbus数据

Modbus协议是一种用于工业自动化控制领域的通讯协议，它定义了一系列读写数据的操作。在实际应用中，读取Modbus数据是至关重要的操作之一。

### 使用Modbus读命令
Modbus协议中，读操作是通过发送读取命令给设备来获取数据的过程。常见的读命令包括读取保持寄存器、读取输入寄存器、读取线圈状态、读取离散输入状态等。

#### 解析读取数据
读取Modbus数据时，需根据设备的地址信息和数据类型来解析读取的数据。例如，对于保持寄存器的读取，需要知道起始地址和读取的寄存器数量。

#### 处理读取异常情况
在实际应用中，可能会出现设备无响应、通讯中断、数据格式错误等情况。针对这些异常情况，需要进行异常处理，以保证数据的准确性和完整性。

### 示例代码
以下是一个使用Python实现的读取Modbus保持寄存器数据的示例代码：

from pymodbus.client.sync import ModbusSerialClient as ModbusClient

# 创建Modbus串口客户端
client = ModbusClient(method='rtu', port=