分别使用netty和apache.plc4x测试读取modbus协议的设备信号

记录一下常见的工业协议数据读取方法

目录

  • 前言
  • Modbus协议说明
  • Netty 读取测试
  • 使用plc4x 读取测试
  • 结束语

前言

Modbus 是一种通讯协议,用于在工业控制系统中进行数据通信和控制。Modbus 协议主要分为两种常用的变体:Modbus RTU 和 Modbus TCP/IP

  • Modbus RTU:Modbus RTU 是一种基于串行通信的协议。

  • Modbus TCP/IP:Modbus TCP/IP 是一种基于 TCP/IP 网络的协议。
    本次使用TCP协议,一般常见使用这种协议。

Modbus 协议一般工业设备例如光电信号,各类传感器和执行器等。
一些电力设备(如变压器、开关设备、仪表等)

Modbus协议说明

如果要使用netty读取modbus协议数据必须了解一下协议报文格式。

参考: https://neugates.io/docs/zh/latest/appendix/protocol/modbus_tcp.html

如果设备数量< 30个可以尝试使用 Neuro 产品读取,里面包含配置监控SDK等。

Modbus=MBAP(报文头)+PDU(帧结构)

Netty 读取测试

假设有一个光电IO模块对接了8个激光设备,激光扫描到障碍物为1 没有扫到位0,先通过厂家自带的web端管理界面查看目前的实际信号情况:
在这里插入图片描述

这边测试的Netty代码如下:


package org.example.modbus;import io.netty.bootstrap.Bootstrap;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.buffer.Unpooled;
import io.netty.channel.*;
import io.netty.channel.nio.NioEventLoopGroup;
import io.netty.channel.socket.nio.NioSocketChannel;public class ModbusClient {private final String host;private final int port;public ModbusClient(String host, int port) {this.host = host;this.port = port;}public void start() throws InterruptedException {EventLoopGroup group = new NioEventLoopGroup();try {Bootstrap b = new Bootstrap();b.group(group).channel(NioSocketChannel.class).option(ChannelOption.SO_KEEPALIVE, true).handler(new ChannelInitializer<Channel>() {@Overrideprotected void initChannel(Channel ch) {ch.pipeline().addLast(new ModbusClientHandler());}});ChannelFuture f = b.connect(host, port).sync();f.channel().closeFuture().sync();} finally {group.shutdownGracefully();}}private static class ModbusClientHandler extends ChannelInboundHandlerAdapter {@Overridepublic void channelActive(ChannelHandlerContext ctx) {// writeShort 一次写2个字节   writeByte 一次写1个字节ByteBuf buffer = Unpooled.buffer();// >>>>>>>>>>>>构造 M B A P Header(报文头)<<<<<<<<<<<<<// 事务标识符 占用2个字节// 可以解释为报文的序列号,例如测试使用的 Modbus Poll 客户端一直发送数据,// 所以每发送一次数据标识符就加一。服务器接收时会把这个数据原封返回。buffer.writeShort(1);// 协议类型 占用2个字节, 十六进制格式"00 00" 表示Modbus TCP 协议buffer.writeShort(0);// 长度 占用2个字节, 6 表示报文长度(后面有6个字节),包括 M B A P Header 和 PDU// 表示从单元标识符开始后面数据的长度。如:00 06 表示后面有 0X06 个字节长度的数据。buffer.writeShort(6);// 单元标识符 占用1个字节, 17 表示设备存储单元编号buffer.writeByte(17);// >>>>>>>>>>>>构造 PDU PDU=功能码+数据<<<<<<<<<<<<<// 功能码 占用1个字节, 02 表示读离散量输入buffer.writeByte(2);// 开始读的数据的地址。从 00 32 开始读数据。buffer.writeShort(32);// 读取的寄存器数量。从开始位置读 00 08 个寄存器数据。buffer.writeShort(8);ctx.writeAndFlush(buffer);}@Overridepublic void channelRead(ChannelHandlerContext ctx, Object msg) {ByteBuf buffer = (ByteBuf) msg;byte[] response = new byte[buffer.readableBytes()];buffer.readBytes(response);System.out.println("Response: " + bytesToHex(response));}@Overridepublic void exceptionCaught(ChannelHandlerContext ctx, Throwable cause) {cause.printStackTrace();ctx.close();}}private static String bytesToHex(byte[] bytes) {// 这个 bytesToHex 方法用于将一个 byte 数组转换为十六进制格式的字符串。// 每个字节被转换为两个十六进制字符,并用空格分隔,// 最终返回一个表示十六进制表示形式的字符串StringBuilder sb = new StringBuilder();for (byte b : bytes) {sb.append(String.format("%02X ", b));}return sb.toString();}public static void main(String[] args) throws InterruptedException {String host = "192.168.50.41";int port = 28899;new ModbusClient(host, port).start();}
}

光电IO设备模块IP地址为 192.168.50.41 端口使用 28899,上面代码是使用netty 向IO模块发送读取 8个光电的离散量信号报文,地址从32开始,然后获得modbus协议的结果报文,最终获得的结果报文解析成十六进制的字符串形式如下:

Response: 00 01 00 00 00 04 11 02 01 CD 

还是建议参考上面推荐的文档,这里截取主要信息:
在这里插入图片描述
根据上面的样例说明,我们其实想要得到的结果是最后2位16进制数据 DD,占据1个字节,因为我们读取的是离散值(类似true或fase 一般是1或者0),因此我们将 CD转换为二进制数据:

1 1 0 1 1 1 0 1

从低位开始(从右 至 左) 对应厂家web管理界面中的 DI-1 DI-2 …
绿色=1 灰色=0
在这里插入图片描述
可以发现netty读取到的信号和厂家web管理界面显示的数据一致。

使用plc4x 读取测试

apache旗下工业协议适配工具库,具体文档查看官网:
链接: https://plc4x.apache.org/users/protocols/modbus.html

pom.xml文件引入maven依赖包:

    <properties><plc4x.version>0.12.0</plc4x.version></properties><dependency><groupId>org.apache.plc4x</groupId><artifactId>plc4j-api</artifactId><version>${plc4x.version}</version></dependency><dependency><groupId>org.apache.plc4x</groupId><artifactId>plc4j-driver-modbus</artifactId><version>${plc4x.version}</version></dependency>

代码如下:

package cn.guzt.modbustest;import cn.hutool.core.util.ArrayUtil;
import cn.hutool.core.util.StrUtil;
import org.apache.plc4x.java.api.PlcConnection;
import org.apache.plc4x.java.api.PlcDriverManager;
import org.apache.plc4x.java.api.messages.PlcReadRequest;
import org.apache.plc4x.java.api.messages.PlcReadResponse;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;/*** apache PLX modbus测试用例** @author guzt*/
public class ModbusExample {protected static final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(ModbusExample.class);public static void main(String[] args) {String ip = "192.168.50.41";String port = "28899";// 单元标识符:相当于设备的地址String unitIdentifier = "17";String timeout = "5000";String urlFormat = "modbus-tcp:tcp://{}:{}?unit-identifier={}&request-timeout={}";// try里面会自动关闭连接try (PlcConnection plcConnection = PlcDriverManager.getDefault().getConnectionManager().getConnection(StrUtil.format(urlFormat, ip, port, unitIdentifier, timeout))) {// Check if this connection support reading of data.if (!plcConnection.getMetadata().isReadSupported()) {logger.info(">>>>>>>>>>>>>>This connection doesn't support reading.");return;}// Check if this connection support writing of data.if (!plcConnection.getMetadata().isWriteSupported()) {logger.info(">>>>>>>>>>>>>>This connection doesn't support writing.");return;}if (plcConnection.isConnected()) {logger.info(">>>>>>>>>>>>>>Modbus已经连上..............");}// Create a new read request:// You will need to pass the reference you are asking forPlcReadRequest.Builder builder = plcConnection.readRequestBuilder();// 一次性读取几个寄存器里面的内容int count = 8;// 这里面的起始地址为实际为 32,传递参数时候加1int startAddress = 33;for (int i = 0; i < count; i++) {// 功能码 (tagAddress) Modbus 的操作对象有四种:线圈、离散输入、输入寄存器、保持寄存器。// 1. 线圈:相当于开关,在 Modbus 中可读可写,数据只有 00 和 01。// 2. 离散量:输入位,开关量,在 Modbus 中只读。// 3. 输入寄存器:只能从模拟量输入端改变的寄存器,在 Modbus 中只读。// 4. 保持寄存器:用于输出模拟量信号的寄存器,在 Modbus 中可读可写。// 查看参考:https://neugates.io/docs/zh/latest/appendix/protocol/modbus_tcp.html// 不同功能码对应不同的地址格式:参看 org.apache.plc4x.java.modbus.base.tag.ModbusTagHandlerbuilder.addTagAddress("第" + (i + 1) + "个光电信号:", "discrete-input:" + (startAddress + i));}// 这种方式一次性读取8个:builder.addTagAddress("DI-count8N", "discrete-input:33:BOOL[8]")PlcReadRequest readRequest = builder.build();logger.info(">>>>>>>>>>>>>>开始读取");// Execute the requestPlcReadResponse response = readRequest.execute().get();// Handle the response// 创建了一个写请求,尝试将地址1的线圈设置为truefor (String fieldName : response.getTagNames()) {if (response.getObject(fieldName) instanceof Boolean) {logger.info(">>>>>>>>>>>>>>Boolean[" + fieldName + "]: " + response.getBoolean(fieldName));} else if (ArrayUtil.isArray(response.getObject(fieldName))) {logger.info(">>>>>>>>>>>>>>Array[" + fieldName + "]: " + response.getObject(fieldName));} else {logger.info(">>>>>>>>>>>>>>Object[" + fieldName + "]: " + response.getObject(fieldName));}}} catch (Exception e) {e.printStackTrace();}}
}

执行打印结果如下:

...
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - >>>>>>>>>>>>>>Boolean[第1个光电信号:]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - >>>>>>>>>>>>>>Boolean[第2个光电信号:]: false
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - >>>>>>>>>>>>>>Boolean[第3个光电信号:]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - >>>>>>>>>>>>>>Boolean[第4个光电信号:]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - >>>>>>>>>>>>>>Boolean[第5个光电信号:]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - >>>>>>>>>>>>>>Boolean[第6个光电信号:]: false
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - >>>>>>>>>>>>>>Boolean[第7个光电信号:]: true
16:20:25.378 [main] INFO cn.guzt.modbustest.ModbusExample - >>>>>>>>>>>>>>Boolean[第8个光电信号:]: true...

从第1行至第8行记录值 对应厂家web管理界面中的 DI-1 DI-2 …
绿色=true 灰色=fase
在这里插入图片描述
可以发现plc4x读取到的信号和厂家web管理界面显示的数据一致。

结束语

读取Modbus的开源库有很多,这里列举常见的使用库,尤其是 Plc4x 这个适配了主流的工业协议,值得我们去研究。

使用netty的话对基本功要求比较高,如果对modbus工业协议包括TCP/IP协议一知半解估计应该是写不出成功案例。

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处:http://www.mzph.cn/news/861780.shtml

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请联系多彩编程网进行投诉反馈email:809451989@qq.com,一经查实,立即删除!

相关文章

通过验证邮箱进行注册信息确认

应用在进行注册时&#xff0c;避免恶意攻击和垃圾注册&#xff0c;可以通过验证注册者身份后才能够提交。一般可以使用验证手机短信或者验证邮箱&#xff0c;验证短信会有专门的第三方服务&#xff0c;可以进行付费购买。验证邮箱的正确与否&#xff0c;可以通过以下2种方式进行…

牛掰!这小哥用显微镜摄取芯片ROM,还原了芯片的二进制固件。

最近在github上看到了一个很让人叹为观止的项目。 作者通过显微镜摄取芯片ROM,将里面的二进制固件给还原了。搞芯片和BSP的朋友都知道这意味着什么。 于是翻译这篇文章,感兴趣的朋友也可阅读原文欣赏一下,受限于英语水平,如有不当之处,还请海涵。 原文:GameBoy ROM Tut…

Linux 安装 MySQL 8.0.26

1、MySQL 8.0.26 下载 官方网站下载 MySQL 8.0.26 安装包&#xff0c;下载地址&#xff1a;mysql8.0.26 本案例采用Linux 64位操作系统进行讲解&#xff0c;通过wget命令下载安装包。 使用df -lh命令查看&#xff0c;磁盘大小&#xff0c;尽量安装在比较大的磁盘下&#xff0c…

三态缓冲器的三种状态分别是什么

在电子设计的广阔领域中&#xff0c;三态缓冲器以其独特的三态输出特性&#xff0c;成为了不可或缺的关键组件。今天我们就来一起揭秘三态缓冲器的神秘面纱&#xff0c;探讨它在电子设计中的重要作用和独特优势。 一、三态缓冲器的三态奥秘 三态缓冲器之所以得名&#xff0c;…

vue3+ts <script setup lang=“ts“> element-plus的el-date-picker设置默认日期

效果图&#xff08;单个日期&#xff09;&#xff1a; utils.ts&#xff1a; /*** 格式化时间戳* param {number} timestamp 时间戳* param {string} format 格式* returns {string}*/ export const formatTimeStamp (timestamp: number, format: string) > {if (!timesta…

Mongodb中的基本地理信息元素

学习mongodb&#xff0c;体会mongodb的每一个使用细节&#xff0c;欢迎阅读威赞的文章。这是威赞发布的第77篇mongodb技术文章&#xff0c;欢迎浏览本专栏威赞发布的其他文章。如果您认为我的文章对您有帮助或者解决您的问题&#xff0c;欢迎在文章下面点个赞&#xff0c;或者关…

Python 实现试卷下载器:从零开始构建 GUI 应用

在本文中&#xff0c;我们将介绍如何使用 Python 构建一个简单的试卷下载器。该应用程序可以从指定的网站下载试卷&#xff0c;并通过一个图形用户界面&#xff08;GUI&#xff09;来进行交互。我们将使用 requests 库进行网络请求&#xff0c;使用 BeautifulSoup 解析 HTML&am…

C语言使用正则表达式

C语言使用正则表达式 1. 导入头文件2. 编译正则表达式3. 执行正则表达式4. 释放正则表达式完整示例说明 在C语言中&#xff0c;可以使用POSIX正则表达式库来匹配正则表达式。POSIX正则表达式库提供了标准的正则表达式处理函数&#xff0c;例如 regcomp, regexec, 和 regfree…

iso21434认证的意义

ISO 21434认证对于汽车行业具有深远的意义&#xff0c;主要体现在以下几个方面&#xff1a; 确保汽车网络安全&#xff1a;ISO 21434认证旨在确保汽车在设计和制造过程中能够抵御潜在的网络威胁和攻击。通过遵循该标准&#xff0c;汽车制造商能够开发出具备可靠网络安全能力的…

Linux系统防火墙iptables(下)

备份与还原iptables规则设置 1、yum -y install iptables iptables-services 安装iptables软件包 2、systemctl start iptables.service 开启服务 3、systemctl enable iptables.service 开机自启 我们对iptables命令行中的设置&#xff0c;都是临时设置&#xff0c;只要遇到服…

GPT-5

欢迎来到 Papicatch的博客 文章目录 &#x1f349;技术突破预测 &#x1f348;算法进步 &#x1f348;理解力提升 &#x1f348;行业推动力 &#x1f349;人机协作的未来 &#x1f348;辅助决策 &#x1f348;增强创造力 &#x1f348;复杂任务中的角色 &#x1f348;人…

深入剖析Tomcat(十三) Host、Engine 容器

前面很多篇文章都在介绍Context与Wrapper两个容器&#xff0c;因为这两个容器确实也比较重要&#xff0c;与我们日常开发也息息相关&#xff0c;但是Catalina是存在四个容器的&#xff0c;这一章就来简单看看Host与Engine这两个容器。 再次展示下Catalina的容器结构&#xff0…

VS2022(Visual Studio 2022)最新安装教程

1、下载 1、下载地址 - 官网地址&#xff1a;下载 Visual Studio Tools - 免费安装 Windows、Mac、Linux - 根据自己的电脑的 【操作系统】 灵活选择。 2、安装包 【此处为Windows系统安装包】 2、安装 1、打开软件 - 右击【以管理员身份打开】&#xff0c; 2、准备配置 …

Web Serial串口通信实现WEB浏览器读写M1卡

本示例使用的设备&#xff1a;RS232串口RFID NFC IC卡读写器可二次开发编程发卡器USB转COM-淘宝网 (taobao.com) <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd"> &l…

前端面试题-token的存放位置

哈喽小伙伴们大家好,本系列是一个专门针对前端开发岗的面试题系列,每周将会不定期分享一些面试题,希望对大家有所帮助. 面试官:token 一般在客户端存在哪儿 求职者:Token一般在客户端存在以下几个地方&#xff1a; (1)Cookie&#xff1a;Token可以存储在客户端的Cookie中。服…

61.应交税费的明细科目-待转销项税额

目录 1.变化 2.定义 3.科目设置的目的 4.会计处理 5.会计分录 1.变化 财会2016年22号文--《增值税会计处理规定》中对于应交税费的会计处理有了重大变化&#xff0c;引入了“待转销项税额”这一二级明细科目来核算一般纳税人销售货物、加工修理修配劳务、服务、无形资产…

优思学院|工厂的部门架构管理与精益生产

工厂内有不同部门&#xff0c;各部门之间必须协调合作才能发挥整体功能。工厂最主要的部分是制造产品的现场&#xff0c;这里安装了生产工具&#xff0c;还有操作员进行加工或生产制造。 制造时使用的材料或零组件&#xff0c;需要对外采购。对于加工组装型的工厂&#xff0c;…

短视频利器 ffmpeg (1)

使用FFmpeg切片视频有多种好处&#xff0c;尤其是在处理流媒体内容和优化视频分发时。以下是一些主要优点&#xff1a; 提高流媒体性能&#xff1a; 1、快速启动&#xff1a; 切片允许客户端更快地开始播放视频&#xff0c;因为它不需要等待整个文件下载完毕。客户端可以请求…

基于Boost和平均电流控制方法的APFC电路设计

通过学习无线充电相关知识&#xff0c;为更快熟悉APFC工作原理&#xff0c;通过实验得以掌握 技术要求&#xff1a; 1&#xff09;输入电压&#xff1a;AC 85V&#xff5e;265V&#xff1b; 2&#xff09;输出电压&#xff1a;400V1%&#xff1b; 3&#xff09;输出额定电流…

AI推介-信息抽取(information extraction,IE)论文速览(arXiv方向):2024.04.15-2024.06.01

文章目录~ 1.GAMedX: Generative AI-based Medical Entity Data Extractor Using Large Language Models2.Retrieval Augmented Structured Generation: Business Document Information Extraction As Tool Use3.BioBERT-based Deep Learning and Merged ChemProt-DrugProt for…