ModbusTCP协议报文解析

 

报文格式

交互（通信）标识：2个字节 为此次通信事务处理标识符，一般每次通信之后将被要求加1以区别不同的通信数据报文。
协议标识：2个字节 表示该条指令遵循ModbusTCP协议，一般都为00 00
报文长度：2个字节 表示后面数据的长度，有几个字节，高字节在前
（前六位Modbus/TCP协议不同功能码通用）

设备标识 ：1个字节 设备地址，这个可以用于局域网里面的具体的地址，如果目标机器有固定ip，这个就不起作用，直接上写成 00
功能码：1个字节 功能码在modbus协议用于表示信息帧的功能
数据：N个字节 后面数据根据不同功能码不同。

 

 

modbus 常用功能代码

十进制	功能	数据类型
01	读取 多个线圈	位
02	读取 多个离散量输入量	位
03	读取 多个保持寄存器	16进制整型
04	读取 多个输入寄存器	16进制整型
05	写入 单个线圈	位
06	写入 单个寄存器	16进制整型
15	写入 多个线圈	位
16	写入 多个寄存器	16进制整型

功能码详解

01 读取多个线圈

示例报文：

请求：00 01 00 00 00 06 FF 01 00 01 00 10

第1，2位 00 01 交互标识
第3，4位 00 00 协议标识
第5，6位 00 06 后面报文长度 有6位
第7位 FF 设备地址，发送什么，响应什么
第8位 01 功能码

第9，10位00 01 起始地址

第11，12位 00 10查询线圈长度，查询16位线圈

响应：00 01 00 00 00 05 FF 01 02 0A 02

前四位和7，8位同请求发送的报文

第5，6位是后面报文长度

第9位是后面数据位的长度，

第10位开始是数据位。

01查询线圈，每一个16进制数据表示8位线圈

第10位0A --> 0000 1010 第二位是1，第四位是1

02 读取多个离散量输入

同01

03 读取 多个保持寄存器

寄存器读取与线圈的区别，响应数据，寄存器数据每两个字节表示1位，一次请求不能超过127个地址
示例报文：

请求：00 01 00 00 00 06 01 03 00 05 00 02
第1，2位 00 01 交互标识
第3，4位 00 00 协议标识
第5，6位 00 06 后面报文长度 有6位
第7位 01 设备地址，发送什么，响应什么
第8位 03 功能码

第9，10位00 05起始地址
第11，12位 00 02查询寄存器长度，查询2个寄存器

响应：00 01 00 00 00 07 01 03 04 00 22 00 00
前四位（00 01 00 00）和7，8位（01 03）同请求发送的报文
第5，6位 00 07 是后面报文长度
第9位 04 是后面数据位的长度
第10-13位 数据位（00 22 00 00）

04 读取 多个输入寄存器

同03

05 （05H）写入 单个线圈

请求：00 01 00 00 00 06 FF 05 00 01 FF 00

第9，10位 00 01 写入线圈的地址

第11，12位 写入的数据值 FF 00 表示置ON/1状态 00 00 表示置OFF/0状态

响应：00 01 00 00 00 06 FF 05 00 01 FF 00

15（0FH）写入 多个线圈

请求：00 01 00 00 00 06 FF 0F 00 05 00 0A 02 CD 01

第9，10位 00 05写入的起始地址

第11，12位 00 0A写入线圈数量

第13位 02数据字节数量

第14位之后是数据 低字节在前

CD 01 —> 1100 1101 0000 0001

位	0C	0B	0A	09	08	07	06	05
值	1	1	0	0	1	1	0	1
位	14	13	12	11	10	0F	0E	0D
值	0	0	0	0	0	0	0	1

06（06H） 写入 单个寄存器

请求：00 05 00 00 00 06 FF 06 00 05 00 23

向地址为5的寄存器写入35。
第9，10位 00 05写入的起始地址
第11，12位 00 0A写入寄存器的值

响应：00 05 00 00 00 06 FF 06 00 05 00 23

16（10H）写入多个寄存器

请求：00 06 00 00 00 0B FF 10 00 02 00 02 04 00 21 00 2A

从地址2开始写入两个寄存器，2寄存器写入33，3寄存器写入42
第9，10位 00 02写入的起始地址
第11，12位 00 02写入寄存器的数量
第13位 04 后面数据的字节
第14-17位 数据

响应：00 06 00 00 00 06 FF 10 00 02 00 02

从地址2开始写入两个寄存器，2寄存器写入33，3寄存器写入42

第9，10位 00 02写入的起始地址

第11，12位 00 02写入寄存器的数量

第13位 04 后面数据的字节

第14-17位 数据

响应：00 06 00 00 0 0 06 FF 10 00 02 00 02

错误响应

当发生通讯异常时，响应前7位仍然为modbus正常协议格式，第八位响应功能码（请求功能码+0x80），第九位异常码。

异常数据即包含异常码的数据：
目前使用的异常码是：01，02，03和04。

• 响应功能码 = 请求功能码 + 0x80
• 响应报文提供异常码显示出错原因。

常见异常码含义：

异常码	名称	含义
01	非法功能	对于服务器（或从站）来说，询问中接收到的功能码是不可允许的操作，可能是因为功能码仅适用于新设备而被选单元中不可实现同时，还指出服务器（或从站）在错误状态中处理这种请求，例如：它是未配置的，且要求返回寄存器值。
02	地址非法	对于服务器（或从站）来说，询问中接收的数据地址是不可允许的地址，特别是参考号和传输长度的组合是无效的。对于带有100个寄存器的控制器来说，偏移量96和长度4的请求会成功，而偏移量96和长度5的请求将产生异常码02。
03	数据非法	对于服务器（或从站）来说，询问中包括的值是不可允许的值。该值指示了组合请求剩余结构中的故障。例如：隐含长度是不正确的。modbus协议不知道任何特殊寄存器的任何特殊值的重要意义，寄存器中被提交存储的数据项有一个应用程序期望之外的值。
04	从站设备故障	当服务器（或从站）正在设法执行请求的操作时，产生不可重新获得的差错。

特殊数据处理

float 按IEEE-754标准协议存储

C#中浮点数的二进制格式遵循IEEE754标准

IEEE-754格式标准：一个浮点数有2部分组成：底数m和指数e
IEEE-754

寄存器地址

Modbus协议定义的寄存器地址是5位十进制地址，即:
线圈(DO)地址:00001~09999
触点(DI)地址:10001~19999
输入寄存器(AI)地址:30001~39999
输出寄存器(AO)地址:40001~49999

0x代表线圈(DO)类地址，1x代表触点(DI)类地址、 3x代表输入寄存器(AI)类地址、4x代表输出寄存器(AO)类地址。
在实际编程中，前缀的区分作用（有功能码进行区分），所以只需说明后4位数，而且需转换为4位十六进制地址。
Modbus 数据地址格式是从0开始，寄存器地址对应报文中地址关系，x0001对应00 00，示例40003对应 00 02地址

以上根据开发时查的资料和网上资料整理一些的有用信息,方便开发查询