【Flask-10】modbus tcp通信

Modbus TCP数据包由两部分组成：

MBAP头（Modbus Application Protocol Header） - 7字节
PDU（Protocol Data Unit） - 可变长度

完整数据帧结构：

$事务标识符 \]\[ 协议标识符 \]\[ 长度字段 \]\[ 单元标识符 \]\[ 功能码 \]\[ 数据$
2字节 2字节 2字节 1字节 1字节 N字节

逐字节解析：

字节位置	值（十六进制）	说明
0-1	`00 01`	事务标识符（Transaction ID）：0x0001，用于匹配请求和响应
2-3	`00 00`	协议标识符（Protocol ID）：0x0000，Modbus协议固定值
4-5	`00 06`	长度字段：0x0006 = 6，表示后面还有6个字节
6	`01`	单元标识符（Unit ID/设备地址）：0x01 = 设备地址1
7	`03`	功能码（Function Code）：0x03 = 读保持寄存器
8-9	`01 90`	起始地址：0x0190 = 十进制400（Modbus地址从0开始，对应40001）
10-11	`00 0C`	寄存器数量：0x000C = 十进制12

逐字节解析响应：

字节位置	值（十六进制）	说明
0-1	`00 01`	事务标识符：与请求匹配，0x0001
2-3	`00 00`	协议标识符：0x0000
4-5	`00 19`	长度字段：0x0019 = 25，后面有25个字节
6	`01`	单元标识符：设备地址1
7	`03`	功能码：0x03
8	`18`	字节计数：0x18 = 24字节（12个寄存器 × 2字节/寄存器）
9-32	`00 00 ...`	寄存器数据：每个寄存器2字节，共12个寄存器

代码解析：

功能码已包含在各方法中，不需要另外指定。

复制代码

# 读取保持寄存器 - 功能码 0x03,不需要指定function_code=0x03，方法名已包含
result = self.client.read_holding_registers(...)

# 读取输入寄存器 - 功能码 0x04
result = self.client.read_input_registers(...)

# 读取线圈状态 - 功能码 0x01
result = self.client.read_coils(...)

# 读取离散输入 - 功能码 0x02
result = self.client.read_discrete_inputs(...)

real_vol_int = (registers[0] << 16) | registers[1]
1、registers[0] << 16：将第一个寄存器的值左移16位
假设 registers[0] = 0x1234（16位）
左移16位后变成：0x12340000（32位）
2、registers[1]：与第二个寄存器值进行按位或操作
假设 registers[1] = 0x5678（16位）
0x12340000 | 0x5678 = 0x12345678
3、最终结果：0x12345678（32位整数）

完整示例代码：

复制代码

from pymodbus.client import ModbusTcpClient
import struct

class ModbusdeviceClient:
    def __init__(self, host='*.*.*.*', port=7890, device_address=1):
        self.host = host
        self.port = port
        self.device_address = device_address
        self.client = None
        self.connect()
    
    def connect(self):
        """连接Modbus设备"""
        try:
            self.client = ModbusTcpClient(self.host, port=self.port)
            if self.client.connect():
                print(f"Modbus连接成功 - 主机: {self.host}:{self.port}, 设备地址: {self.device_address}")
            else:
                print("Modbus连接失败")
        except Exception as e:
            print(f"Modbus连接错误: {e}")
  

    def read_device_data(self):
        try:
            # 使用read_holding_registers读取保持寄存器
            result = self.client.read_holding_registers(
                address=0x0190,  # 开始地址,使用偏移地址400
                count=12,         # 寄存器数量
                # unit=self.device_address  # 设备地址
                device_id = self.device_address
            )

            if not result.isError():
                registers = result.registers
                # 解析数据
                parsed_data = self._parse_device_data(registers)
                return parsed_data
            else:
                print(f"读取数据错误: {result}")
                return None
                
        except Exception as e:
            print(f"读取设备数据错误: {e}")
            # 尝试重新连接
            self.connect()
            return None
        
    def _parse_device_data(self, registers):
        """
        正确解析流量数据
        registers: 包含12个WORD值的列表
        """
        if len(registers) < 12:
            return None
        
        results = {}
        
        # 1. 实时流量（体积） - 寄存器0,1
        real_vol_int = (registers[0] << 16) | registers[1]
        results['instant_flow_volume'] = real_vol_int / 100.0 # m³/h
        
        。。。
        
        return results

    
    
    def build_request_message(self):
        print("\n请求报文结构分析:")
        print("00 01 - 事务标识符 (Transaction ID)")
        print("00 00 - 协议标识符 (Protocol ID)")
        print("00 06 - 长度 (Length)")
        print(f"{self.device_address:02X} - 单元标识符 (Unit ID/设备地址)")  # {:02X} 是 Python 的 格式化字符串
        print("03 - 功能码 (Function Code - 读保持寄存器)")
        print("9D D0 - 起始地址 (Start Address - 0x000A)")
        print("00 0C - 寄存器数量 (Number of Registers)")
        
        # 返回报文结构字典
        return {
            'transaction_id': 0x0001,
            'protocol_id': 0x0000,
            'length': 0x0006,
            'unit_id': self.device_address,
            'function_code': 0x03,
            'start_address': 0x9DD0,
            'register_count': 0x000C
        }
    
    
    def is_connected(self):
        """检查连接状态"""
        return self.client.is_socket_open() if self.client else False
    
    def close(self):
        """关闭连接"""
        if self.client:
            self.client.close()
            print("Modbus连接已关闭")


def main():
    print("=" * 70)
    print("Modbus设备2数据读取演示")
    print("=" * 70)
    
    # 创建Modbus客户端
    modbus_client = ModbusdeviceClient('*.*.*.*', 503, 1)
    
    if modbus_client.is_connected():
        print("\n" + "=" * 70)
        print("实际数据读取")
        print("=" * 70)
        
        # 实际读取设备数据
        device_data = modbus_client.read_device_data()
        
        if device_data:
            print("\n设备数据解析结果:")
            print(f"实时流量（体积）: {device_data['instant_flow_volume']}m³/h")
        else:
            print("实际数据读取失败")

        
        # 关闭连接
        modbus_client.close()
    else:
        print("无法连接到Modbus设备")
     

if __name__ == "__main__":
    
    # 运行主演示
    main()