modbus协议四 rtu Over tcp & mbslave & CRC校验码计算方法

rtu Over TCP介绍

一般是通过串口服务器将rs485(RTU串口协议)转成tcp协议 , 然后再通过串口服务器连接到平台

传输层是tcp网络通信(不是串口)，但是报文规范本质上还是rtu的报文进行传输

rtu Over TCP模拟工具

模拟工具：mbslaveX64

自行下载安装即可，安装完成后打开mbslaveX64 ，选择 Modbus RTU Over TCP/IP方式，然后点击ok 建立Connection即可。

PS：如果想再打开这个Connection Setup界面，点击左上角的Connection-connect按钮即可。

然后就会进到主界面，双击可设置不同地址的模拟值

如果想修改从站ID，点击左上角的Setup-Slave Definition进行调整即可

测试获取模拟值

1.使用IoTClient Tool工具测试

如下图所示，选择ModbusRtu Over Tcp，配置ip和端口进行连接，然后读取地址0的值即可

建立连接后，RTU请求报文格式正确的话 ，就可以正常读出数据。

请求报文格式有误，比如：错误的用成了tcp报文或者 RTU报文的CRC校验位有误(最后俩个字节) 都会导致连接超时，读取失败

2.Java测试取值

pom.xml引入依赖库

复制代码

<!-- https://mvnrepository.com/artifact/com.ghgande/j2mod -->
		<dependency>
			<groupId>com.ghgande</groupId>
			<artifactId>j2mod</artifactId>
			<version>3.1.0</version>
		</dependency>

 try {
            String address = "172.16.161.222";
            int port = 10001;
 
 
            ModbusTCPMaster modbusMaster = new ModbusTCPMaster (address,port, true);
            modbusMaster.connect(); // 连接到Modbus RTU设备
 
            int slaveId = 1; // Modbus RTU设备的从站ID
            int startAddress = 0; // 要读取的寄存器的起始地址
            int numRegisters = 10; // 要读取的寄存器的数量
 
            // 读取Modbus寄存器的值
            Register[] registerValues = modbusMaster.readMultipleRegisters(slaveId, startAddress, numRegisters);
            // 打印读取到的寄存器值
            for (int i = 0; i < registerValues.length; i++) {
                System.out.println( ((startAddress + i) + ": " + registerValues[i]));
            }
 
            modbusMaster.disconnect(); // 断开与Modbus RTU设备的连接
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }

rtu CRC校验码计算方法

1.直接使用计算器计算：

https://www.lammertbies.nl/comm/info/crc-calculation

大小端转换后，CRC检查码为：C8 05

2、CRC运算规则(手动计算)

(1)RTU检查码（CRC）计算，运算规则如下：

步骤1：令16位暂存器（CRC暂存器）= 0xFFFF。

步骤2：异或第一个8位字节的消息指令与低位元16位CRC暂存器，做异或将结果存入CRC暂存器内。

步骤3：右移一位CRC暂存器，将0填入高位元处。

步骤4：检查右移的值，如果是0将步骤3的新值存入CRC暂存器内，否则异或0xA001与CRC暂存器，将结果存入CRC暂存器内。

步骤5：重复步骤3〜步骤4，将8位全部运算完成。

步骤6：重复步骤2〜步骤5，取下一个8位的消息指令，直到所有消息指令运算完成。最后，得到的CRC缓存器的值，即CRC的检查码。值得注意的是CRC的检查码必须交换放置于讯息指令的检查码中。

(2)两种实现方式查表实现和计算实现

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//计算方式实现
int16_t factory_crc16 ( uint8_t *bufData, uint16_t buflen)
{
    uint16_t TCPCRC = 0xffff;
    uint16_t POLYNOMIAL = 0xa001;
    uint8_t i, j;
   
    for (i = 0; i < buflen; i++)
    {
        TCPCRC ^= bufData[i];
        for (j = 0; j < 8; j++)
        {
            if ((TCPCRC & 0x0001) != 0)
            {
                TCPCRC >>= 1;
                TCPCRC ^= POLYNOMIAL;
            }
            else
            {
                TCPCRC >>= 1;
            }
        }
    }
    return TCPCRC;
}

//查表方式实现
static const uint8_t aucCRCHi[] = {
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
0x00, 0xC1, 0x81, 0x40
};

static const uint8_t aucCRCLo[] = {
0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7,
0x05, 0xC5, 0xC4, 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E,
0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09, 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9,
0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD, 0x1D, 0x1C, 0xDC,
0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32,
0x36, 0xF6, 0xF7, 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D,
0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A, 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38,
0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE, 0x2E, 0x2F, 0xEF,
0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1,
0x63, 0xA3, 0xA2, 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4,
0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F, 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB,
0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB, 0x7B, 0x7A, 0xBA,
0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0,
0x50, 0x90, 0x91, 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97,
0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C, 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E,
0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88, 0x48, 0x49, 0x89,
0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83,
0x41, 0x81, 0x80, 0x40
};

static uint16_t _bMBCRC16( uint8_t * pucFrame, uint16_t usLen )
{
    uint8_t ucCRCHi = 0xFF;
    uint8_t ucCRCLo = 0xFF;
    int iIndex;

while( usLen-- )
{
    iIndex = ucCRCLo ^ *( pucFrame++ );
    ucCRCLo = ( uint8_t )( ucCRCHi ^ aucCRCHi[iIndex] );
    ucCRCHi = aucCRCLo[iIndex];
}
    return ( uint16_t )( ucCRCHi << 8 | ucCRCLo );
}