C#和NModbus库实现Modbus从站

C#和NModbus库实现Modbus从站，支持自定义地址范围（如0-34）的寄存器配置

一、核心代码实现

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using System;
using System.IO.Ports;
using NModbus;
using NModbus.Serial;

class ModbusRtuSlaveConfigurable
{
    private static SerialPort _serialPort;
    private static IModbusSlaveNetwork _slaveNetwork;
    private static ushort _startAddress = 0;  // 起始地址
    private static ushort _endAddress = 34;   // 结束地址（含）

    static void Main(string[] args)
    {
        // 1. 配置串口参数
        _serialPort = new SerialPort {
            PortName = "COM3",
            BaudRate = 9600,
            Parity = Parity.None,
            DataBits = 8,
            StopBits = StopBits.One
        };

        // 2. 创建Modbus工厂和适配器
        var factory = new ModbusFactory();
        var adapter = new SerialPortAdapter(_serialPort);

        // 3. 创建从站网络
        _slaveNetwork = factory.CreateSlaveNetwork(adapter);

        // 4. 创建从站实例（Slave ID=1）
        var slave = factory.CreateSlave(unitId: 1);

        // 5. 配置数据存储区（支持0x03读保持寄存器、0x01读线圈）
        ConfigureDataStores(slave);

        // 6. 启动监听
        _slaveNetwork.AddSlave(slave);
        _slaveNetwork.ListenAsync();

        Console.WriteLine($"Modbus RTU从站已启动 (ID=1, 地址范围 {0}-{1})，按Enter退出...", _startAddress, _endAddress);
        Console.ReadLine();

        // 7. 清理资源
        _serialPort.Close();
        _slaveNetwork.Dispose();
    }

    static void ConfigureDataStores(IModbusSlave slave)
    {
        // 保持寄存器（地址0-34，共35个）
        slave.DataStore.HoldingRegisters.StorageOperationOccurred += (sender, e) => {
            Console.WriteLine($"[{DateTime.Now}] 寄存器 {e.StartingAddress} 被操作: {e.Operation}");
        };
        InitializeRegisters(slave.DataStore.HoldingRegisters);

        // 线圈（地址0-34，共35个）
        slave.DataStore.CoilDiscretes.StorageOperationOccurred += (sender, e) => {
            Console.WriteLine($"[{DateTime.Now}] 线圈 {e.StartingAddress} 被操作: {e.Operation}");
        };
        InitializeCoils(slave.DataStore.CoilDiscretes);
    }

    static void InitializeRegisters(ISlaveDataStore<ushort> registers)
    {
        // 初始化保持寄存器默认值（示例：地址0=温度，地址1=压力）
        registers[0] = 2500;    // 温度值（单位：0.1℃）
        registers[1] = 1200;    // 压力值（单位：0.1kPa）
        for (ushort i = 2; i <= _endAddress; i++) {
            registers[i] = 0;   // 其他寄存器初始化为0
        }
    }

    static void InitializeCoils(ISlaveDataStore<bool> coils)
    {
        // 初始化线圈默认值（示例：地址0=设备运行状态）
        coils[0] = true;        // 设备运行中
        for (ushort i = 1; i <= _endAddress; i++) {
            coils[i] = false;   // 其他线圈初始化为关闭
        }
    }
}

二、功能说明

1. 地址范围配置

修改起始/结束地址 ：调整_startAddress和_endAddress变量即可改变有效地址范围（如0-100）
动态配置支持：可通过配置文件或命令行参数动态加载地址范围（见扩展部分）

2. 数据存储管理

存储类型	地址范围	数据类型	功能码	操作示例
保持寄存器	0x0000-0x0022	16位整数	0x03/0x06	读取温度值：`03 03 00 00 00 01`
离散输出（线圈）	0x0000-0x0022	布尔值	0x01/0x05	写入运行状态：`05 01 00 00`

3. 事件监控

存储操作记录 ：通过StorageOperationOccurred事件实时记录数据变化
异常处理 ：自动捕获无效地址访问并返回错误码（如03 03 02 00 0A表示地址越界）

三、扩展功能实现

1. 动态地址配置（通过配置文件）

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// app.config 添加配置项
<appSettings>
  <add key="StartAddress" value="0"/>
  <add key="EndAddress" value="34"/>
</appSettings>

// 读取配置
var startAddr = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["StartAddress"]);
var endAddr = int.Parse(ConfigurationManager.AppSettings["EndAddress"]);

2. 自定义数据模拟

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// 模拟温度传感器数据变化（每秒更新）
Timer timer = new Timer(_ => {
    ushort temp = (ushort)(2000 + new Random().Next(100)); // 20.00~30.00℃
    slave.DataStore.HoldingRegisters[0] = temp;
}, null, 0, 1000);

3. 安全校验增强

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// 添加从站ID验证
if (request.UnitId != 1) 
{
    SendErrorResponse(request, 0x07); // 错误码07：从站ID不匹配
    return;
}

四、扩展资源

参考代码：基于c#的modbus从站，可设定0134各个地址位 www.youwenfan.com/contentcsj/112185.html
调试工具：Modbus Poll（官方工具）、QModMaster（开源）
协议网页：Modbus RTU规范 modbus.org/docs/Modbus_RTU_Specification.pdf