【正文】 O D B U S客 戶 機(jī)T C P / I PM O D B U S 客 戶機(jī) 串 行 連 接客 戶 機(jī)T C P / I P 網(wǎng) 關(guān)服 務(wù) 器T C P / I P 網(wǎng) 關(guān)M O D B U S服 務(wù) 器 串 機(jī)連 接M O D B U S服 務(wù) 器 串 機(jī)連 接M O D B U S T C P / I PM O D B U S 串 行連 接 第三章 MODBUS 在 TCP/IP 上的實現(xiàn)與分析 應(yīng)用層 MODBUS 協(xié)議描述 TCP/IP 上的 MODBUS 數(shù)據(jù)應(yīng)用單元 MODBUS TCP/IP 是在 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議加上 MODBUS 應(yīng)用層協(xié)議 , 形成五層開放式體系結(jié) 構(gòu) , 其中 MODBUS TCP 數(shù)據(jù)幀包括報文頭、功能代碼和數(shù)據(jù)三個部分 , 其結(jié)構(gòu)如圖 1 所示。 客戶方： a．打開一通信通道，并連接到服務(wù)器所在的主機(jī)的特定端口； b．向服務(wù)器發(fā)出服務(wù)請求報文，等待并接收應(yīng)答；繼續(xù)提出請求； C，請求結(jié)束后關(guān)閉通信通道并終止?？梢詫CP/IP 棧進(jìn)行參數(shù)配置，以適用對不同產(chǎn)品或系統(tǒng)的不同特定約束進(jìn)行數(shù)據(jù)流控制、地址管理和連接管理。 TCP 管理層進(jìn)行兩方面的管理： 連接管理 在客戶機(jī)和服務(wù)器的 MODBUS 模塊之間的通信需要 TCP 管理模塊?？蓪?MODBUS 通信應(yīng)用層分為四個小模塊 ,如下： MODBUS 客戶機(jī) MODBUS 客戶機(jī)允許用戶應(yīng)用顯式控制與遠(yuǎn)程設(shè)備的信息交換。 第四章 : 提出實現(xiàn)該課題的主要流程，分為幾個步驟，每個步驟應(yīng)做的工作，以及用到的編程環(huán)境和編程語言。摘取程序中最重要的部分進(jìn)行分析。在拿到一個課題時，首先需要為課題的實現(xiàn)構(gòu)建一個模型，對于該課題而言，應(yīng)想到怎樣在一臺設(shè)備上實現(xiàn)MODBUS 協(xié)議，同時，該課題是實現(xiàn)通信，那么就必然不只一臺設(shè)備，繼而想到兩臺設(shè)備間的通信模型，最后到多臺設(shè)備的通信結(jié)構(gòu)。 一旦客戶和服務(wù)器之間的 TCP/IP 連接建立，同樣的連接可以根據(jù)要求的方向用來傳輸任意數(shù)量的用戶數(shù)據(jù)。 ◆ 在能源與基礎(chǔ)設(shè)施市場，機(jī)場、隧道、數(shù)字通訊、電信、水處理、油氣、能源等行業(yè)大大得益于 “透明就緒 ”的遠(yuǎn)程控制能力 ◆ 在工業(yè)市場，食品與飲料、微電子、制藥、汽車等行業(yè)則高度的受益于“透明就緒 ”中從 IT 系統(tǒng)貫通到車間層 TCP/IP 以太網(wǎng)的統(tǒng)一全局網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) ◆ 在建筑市場，醫(yī)療機(jī)構(gòu)、公用建筑、民用住宅、船舶等行業(yè)在 “透明就緒 ”中使用他們 原有的 TCP/IP 以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，從而大大的降低了實施費(fèi)用 主要技術(shù)路線 MODBUS/TCP 協(xié)議是在 MODBUS 協(xié)議的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。要為每種協(xié)議寫一個轉(zhuǎn)換接口或驅(qū)動是比較繁瑣的，特別是在站點和協(xié)議較多的時候。但傳統(tǒng)的工業(yè)控制系統(tǒng)軟件存在著一些問題。MODBUS 通信協(xié)議在 TCP/IP 上的實現(xiàn) 摘要 : 伴隨著批評家的鄙夷和使用者的稱贊， MODBUS/TCP 的確已不再是新生事物。 關(guān)鍵詞： MODBUS/TCP 、 以太網(wǎng) 、 套接字、 工業(yè) 、 TCP/IP MODBUS protocol implementate in the TCP/IP Abstract: With the contempt of critics and users praise, MODBUS / TCP is indeed no longer a novelty. Moreover, since 1979 began to use the MODBUS protocol, for increase in Etherbased TCP / IP transmission technology is absolutely the necessary. MODBUS protocol itself and the object model service MODBUS / TCP were not changed, and simply use TCP / IP as a data transfer protocol. This makes the MODBUS have a series of agreements, currently including traditional MODBUSRTU, MODBUSPlus and MODBUSTCP. All these protocols use the same application layer protocol provides a unified user data and munication services. Analysis of MODBUS / TCP protocol position, through the use of socket and multithreading technology, designed based on MODBUS / TCP protocol Ether munications work, analyze the client / server model of the main characteristics of the munication, and gives specific implementation process. Constructed based on MODBUS / TCP and MODBUS industrial Ether can achieve industrial data acquisition, processing and munications functions for industrial automation, realtime munication work provides an effective solution. Keywords: MODBUS / TCP、 Ether 、 sockets 、 industry 、 TCP / IP 第 1 章 引言 研究背景 在現(xiàn)代化工業(yè)控制中 , 由于被控對象、測控裝置等物理設(shè)備的地域分散性 , 以及控制與監(jiān)控等任務(wù)對實時性的要求 , 不同設(shè)備之間現(xiàn)場交互性信息的傳遞越來越多。然而，子站是采用不同開發(fā)平臺、不同 通訊協(xié)議組成的異構(gòu)系統(tǒng)，可能由不同的廠家和個為開發(fā)。 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 目前在全球范圍內(nèi)已經(jīng)安裝了 8,000,000 套 MODBUS 串行鏈路設(shè)備和800,000 套 MODBUS TCP/IP 設(shè)備，基于 MODBUS TCP/IP 和 Web 技術(shù)的 “透明就緒 ”的廣泛應(yīng)用可以被歸類到三大市場：能源與基礎(chǔ)設(shè)施，工業(yè)，以及建筑行業(yè)。連接的建立通常由 TCP/IP 的 Socket 接口的軟件協(xié)議自動實現(xiàn)的，因此對應(yīng)用完全透明。在看到一個用軟件編程實現(xiàn)的課題時，應(yīng)該有的一些思路，需要掌握的一些知識。再將套接字接口與應(yīng)用層 MODBUS 協(xié)議聯(lián)系，即可實現(xiàn)該課題的要求。該課題涉及到的理論主要包括 MODBUS協(xié)議結(jié)構(gòu)及套接字，分析它們之間的關(guān)系所在。必須進(jìn)行這個接口與用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)直接的映射。 TCP 管理層 報文傳輸服務(wù)的主要功能之一是管理通信的建立和結(jié)束，及管理在所建立的TCP 連接上的數(shù)據(jù)流。 TCP連接管理模塊采用棧接口，即 BSD 套接字接口來與 TCP/IP 棧進(jìn) 行通信。 互聯(lián)設(shè)備。數(shù)據(jù)報套接字提供了一個無連接服務(wù)，不提供無錯保證，數(shù)據(jù)可能丟失或重復(fù)，且接受順序混亂，該套接字所對應(yīng)的是無連接傳輸協(xié)議，如 TCP/IP 協(xié)議簇中的 UDP。 語法： SOCKET socket ( Int af , Int type, Int protocol )。 name：是一個 sockaddr 結(jié)構(gòu)指針，該結(jié)構(gòu)中包含了要綁定的地址和端口號。 //端口號 = htonl(INADDR_ANY)。 （ 4） listen 函數(shù) listen 函數(shù)用于將套接字置入監(jiān)聽模式。于是，釋放出示套接字，以便為其他欲與該服務(wù)器連接的客戶機(jī)使用。 應(yīng)用程序與套接字關(guān)系 系統(tǒng)調(diào)用 大多數(shù)操作 系統(tǒng)使用系統(tǒng)調(diào)用 (system call)的機(jī)制在應(yīng)用程序和操作系統(tǒng)之間傳遞控制權(quán)。 套接字（ Socket）的作用 如下圖所示，應(yīng)用進(jìn)程通過套接字接入到網(wǎng)絡(luò) 。 類提供簡單的對外接口。 MFC 借助 C++的優(yōu) 勢為 Windows 開發(fā)開辟了一片新天地，同時也借 助ApplicationWizzard 使開發(fā)者擺脫離了那些每次都必寫基本代碼，借 ClassWizard2和消息映射使開發(fā)者擺脫了定義消息處理時那種混亂和冗長的代碼段。 C++首先作為一門面向?qū)ο蟮恼Z言而聞名，這個特點在這里不再詳述。應(yīng)用進(jìn)程所進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)操作都必須使用這個號碼。系統(tǒng)調(diào)用 accept 的一個變量就是要指明從哪一個套接字發(fā)起的連接。 } BOOL error=SetupComm(hCom,1024,1024)。//NOPARITY。i++) { BYTE TT。0xffff。 writebuf2[5]=zxnum。 writebuf2[6]=crc amp。 第五章 對程序?qū)崿F(xiàn)結(jié)果的分析 程序?qū)崿F(xiàn)結(jié)果演示 （這個實現(xiàn)有點悲劇） 該課題的實現(xiàn)包括客戶端和服務(wù)器兩部分，而兩部分的實現(xiàn)有 異曲同工之妙，由于都是采用嵌入 MODBUS 協(xié)議的應(yīng)用層，在 MODBUS 編程上沒有差異。until: 1,func: 6,Write single register 6 TCP 3047502[FIN,ACK]Seq=13Ack=13 Win=65523 Len=0 7 TCP 5023047[ACK]Seq=13 Ack=14 Win=65523Len=0 8 TCP 5023047[FIN,ACK]Seq=13 Ack=14 Win=65523 Len=0 9 TCP 3047502[ACK]Seq=14Ack=14 Win=65523 Len=0 MODBUS TCP/IP 是建立在 TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之上的 , 對該協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)分析 , 有利于進(jìn)一步了解協(xié)辦的內(nèi)部結(jié)構(gòu) , 便于正確理解和熟練運(yùn)用。 TCP 協(xié)議是面向連接的，它通過三次握手提供可靠的數(shù)據(jù)報傳 送服務(wù)。 套接字 是一種標(biāo)準(zhǔn)API，主要用于網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)通信，它允許兩個或者多個應(yīng)用程序在同一臺機(jī)器上或網(wǎng)絡(luò)相互通信。 任何有能力研發(fā) MODBUS /TCP 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備人員也能研發(fā)MODBUS /TCP。通過對典型 的工業(yè)以太網(wǎng)的分析，不難發(fā)現(xiàn)，每一種工業(yè)以太網(wǎng)都有其互補(bǔ)的現(xiàn)場總線，如 MODBUSIDA 與 MODBUS 互補(bǔ)； PROFINET 與 PROFIBUS 互補(bǔ)等，而現(xiàn)場總線經(jīng)過十幾年的發(fā)展，在技術(shù)上日漸成熟，工業(yè)以太網(wǎng)的發(fā)展是與現(xiàn)場總線相結(jié)合的。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。 } ifdef _AFXDLL Enable3dControls()。 // Parse mand line for standard shell mands, DDE, file open CCommandLineInfo cmdInfo。 //}}AFX_DATA // ClassWizard generated virtual function overrides //{{AFX_VIRTUAL(CAboutDlg) protected: virtual void DoDataExchange(CDataExchange* pDX)。 }