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协议描述

在ModbusTCP/IP协议中,串行链路中的主/从设备分别演变为客户端/服务器端设备。即客户端相当于主站设备,服务器端相当于从站设备。基于TCP/IP网络的传输特性。Modbus协议在TCP/IP上的实现是在TCP/IP协议层上的应用,它需要一个完整的 TCP/IP协议栈作为支撑,Modbus TCP/IP服务器端通常使用端口502作为接收报文的端口。

• 客户端：

  • 发起通信：客户端主动建立连接并发送请求。
  • 发送请求：客户端可以发送读取、写入和其他类型的请求（如功能代码）。
  • 接收响应：客户端接收并处理服务器的响应。

• 服务器：

  • 等待请求：服务器处于监听状态，等待客户端的请求。
  • 处理请求：服务器解析接收到的请求，并执行相应的操作（如读取寄存器、写入数据等）。
  • 发送响应：服务器将结果返回给客户端。

• Modbus TCP 客户端是发起请求的角色，通常用于发送数据给服务器。

• Modbus TCP 服务器是响应请求的角色，通常用于提供数据给客户端。

Modbus Application Header 结构

Modbus Application Header 的长度固定为 7 字节，包含以下字段：

1. Transaction Identifier（事务标识符）：

   • 长度：2 字节
   • 描述：由客户端设置，用于将响应与请求关联起来。服务器在响应中会复制这个标识符。

2. Protocol Identifier（协议标识符）：

   • 长度：2 字节
   • 描述：通常设置为 0x0000，表示使用的是 Modbus 协议。

3. Length（长度）：

   • 长度：2 字节
   • 描述：表示从 Unit Identifier 到 PDU 末尾的总字节数（包括 Unit Identifier 和 PDU）。

4. Unit Identifier（单元标识符）：

   • 长度：1 字节
   • 描述：用于区分网络中的不同设备。如果使用的是 TCP/IP，通常设置为 0xFF 或 0x00，但在某些复杂网络中可能会使用其他值来区分不同的设备。

示例

假设有一个 Modbus TCP 请求，其 MBAP 如下：

Transaction Identifier: 0x00 0x01
Protocol Identifier:  0x00 0x00
Length:               0x00 0x06
Unit Identifier:      0x01

• Transaction Identifier：0x0001，表示这是一个特定的事务。
• Protocol Identifier：0x0000，表示使用的是 Modbus 协议。
• Length：0x0006，表示后续有 6 字节的数据。
• Unit Identifier：0x01，表示这是针对标识符为 0x01 的设备。

与其他部分的关系

• PDU（Protocol Data Unit）：
  • PDU 包含实际的 Modbus 功能码和数据。
  • PDU 位于 MBAH 之后，长度由 MBAH 中的 Length 字段指定。

作用

• 唯一性标识：通过 Transaction Identifier，客户端可以唯一标识每个请求和响应，确保不会混淆。
• 路由信息：Unit Identifier 帮助在复杂网络中定位特定的设备。
• 长度控制：Length 字段确保数据传输的完整性，客户端和服务器可以根据这个值正确解析数据。

总结

Modbus Application Header 是 Modbus TCP 通信中的关键部分，它提供了事务标识、协议标识、数据长度和设备标识等信息，帮助客户端和服务器正确解析和处理 Modbus 请求和响应。通过理解这些字段的含义和作用，可以更好地实现和调试 Modbus TCP 通信。