Linux下modbuspp库的使用

一、Modbus协议简介

Modbus是一种串行通信协议，是Modicon公司（现在的施耐德电气）于1979年为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表。Modbus已经成为工业领域通信协议事实上的业界标准，并且现在是工业电子设备之间常用的连接方式。Modbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有：

1.公开发表并且无著作权要求。

2.易于部署和维护。

3.对供应商来说，修改移动原生的比特或字节没有很多限制。

Modbus允许多个 (大约240个) 设备连接在同一个网络上进行通信，举个例子，一个由测量温度和湿度的设备，并且将结果发送给计算机。在数据采集与监视控制系统（SCADA）中，Modbus通常用来连接监控计算机和远程终端控制系统（RTU）。

详见：

《Modbus------维基百科》

《Modbus Protocol in Depth》

《Modbus-RTU/TCP规约 | 报文解析 | 组织报文与解析报文（C++）》

二、Modbus TCP简介

Modbus TCP 是一种基于以太网的 Modbus 协议版本，它使用 TCP/IP 协议进行通信。与传统的 Modbus RTU 协议不同，Modbus TCP 允许设备直接通过以太网互联，不需要任何专用的硬件或通信接口。因此，Modbus TCP 具有更高的通信速率和更广泛的应用范围。

Neuron 的 Modbus TCP 插件除了支持以 TCP 客户端的模式主动接入设备进行数据采集；还增加支持了 TCP 服务端模式，允许设备主动接入到 Neuron，主要用于如 4G DTU，因 4G 网络的 IP 是属于私网 IP，此时只能由 DTU 设备主动连接到 Neuron。

详见：

《Modbus TCP》

三、modbuspp库简介

MODBUS++（MODBUSPP）是一个纯头文件的开源C++类库，为客户端封装了Modbus TCP协议。MODBUS++提供了更符合面向对象编程的语法，其github地址为：https://github.com/fz-lyu/modbuspp

四、下载编译modbuspp源码

从 https://github.com/fz-lyu/modbuspp/releases 下载modbuspp源码：

解压缩：

bash 复制代码

tar -zxvf modbuspp-0.3.tar.gz

编译：

bash 复制代码

cmake . -DCMAKE_INSTALL_PREFIX=$(pwd)/install
make
make install

可以看到modbuspp源码目录的install目录下生成了它的头文件：

五、modbuspp的使用例子

某空气质量传感仪，支持Modbus-TCP协议。也就是说其支持通过Modbus-TCP协议读取寄存器，来读到相关传感器的值：

编写example.cpp。通过查阅该空气质量传感仪的文档知道，该传感器内部总共有82个寄存器，对应82个传感器。所以定义数组read_holding_regs $82$ ，来存放读取到的82个寄存器的值；该传感器的ip为192.168.31.239：

cpp 复制代码

#include "modbus.h"

int main(int argc, char **argv)
{
    // create a modbus object
    //modbus mb = modbus("127.0.0.1", 502);
    modbus mb = modbus("192.168.31.239", 502);

    // set slave id
    mb.modbus_set_slave_id(1);

    // connect with the server
    mb.modbus_connect();

    // read holding registers           function 0x03
    uint16_t read_holding_regs[82];
    mb.modbus_read_holding_registers(0, 82, read_holding_regs);

    for(int i=0; i< 82; i++)
    {
        printf("%d:%u\n",i,read_holding_regs[i]);
    }

    // close connection and free the memory
    mb.modbus_close();
    return 0;
}

编译：

bash 复制代码

g++ example.cpp --std=c++11 -o example -g -IXXX/modbuspp-0.3/install/include/modbuspp

运行输出如下。通过查阅传感仪的文档，可以知道，下面输出的意思是：甲醛为29ug/m³，PM2.5为32ug/m³，TVOC为285ug/m³：

通过官方提供的工具，可以看到上述读到的值和工具显示的值是一致的：

抓包：

bash 复制代码

tcpdump host 192.168.31.239 -w ./3.cap

Wireshark打开效果如下：