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Modbus TCP協議分析


基于以太網總線的modbus讀卡器, YW-630NA YW-641NA,使用modbus tcp協議。Modbus TCP是一種基于TCP/IP的一種協議,報文結構包括MBAP報文頭和PDU報文體,報頭用于區分不同的報文,功能碼決定報文的功能。

MODBUS TCP協議支持多種功能碼,不同的功能碼有不同的功能

功能碼功能
0x01讀線圈狀態
0x02讀離散輸入狀態
0x03讀保持寄存器
0x04讀輸入寄存器
0x05寫單個線圈
0x06寫單個保持寄存器
0x0F寫多個線圈
0x10寫多個保持寄存器

我們主要使用的功能碼是0x03,0x06和0x10

一、功能碼0x03,讀保持寄存器,讀外部寄存器

YW-630NA和YW-641NA用于讀的功碼就是0x03,PLC發送的數據幀:

MBAP報頭PDU報文體
事務標示2字節協議標示2字節長度(總長度-6)從站地址功能碼起始地址2字節讀取數量2字節
0x00 0x010x00 0x000x060xFF0x030x00 0x040x00 0x02

事務標示2字節:PLC用于標示那一條報文,從機應答會保持一致。
協議標示2字節:目前都是00 00
長度:從站地址到報文結束的字節長度,相當于報文總長度-6.
從站地址:Modbus讀卡器的站地址,PLC默認都是0xFF
功能碼: 0x03,讀寄存器
起始地址: 2個字節,如40004,實際地址是4,高位是0,低位是4.
寄存器數量: 需要讀取的寄存器的數量,讀卡號一般2個字節,有部分需要讀4個字節,這里4個字節為例,所以是4,高位是0,地位是4.

YW-630NA和YW-641NA收到PLC發送的03指令后,回復的數據幀:

MBAP報頭PDU報文體
事務標示2字節協議標示2字節長度(總長度-6)從站地址功能碼數據字節數數據
0x00 0x010x00 0x000x060xFF0x030x040xA5 0x34 0x88 0x01

事務標示2字節:從機應答會與主機發出來的標示保持一致。
協議標示2字節:目前都是00 00
長度:從站地址到報文結束的字節長度,相當于報文總長度-6.
從站地址:Modbus讀卡器的站地址
功能碼: 0x03,讀寄存器
數據字節數: 1個字節,用于回復讀取的字節數,一般是寄存器數量的2倍
數據值: 所有的數據

二、功能碼0x06,寫單個寄存器

YW-630NA和YW-641NA用于寫的功碼就是0x06和0x10,先說0x06,PLC發送的數據幀:

MBAP報頭PDU報文體
事務標示2字節協議標示2字節長度(總長度-6)從站地址功能碼寄存器地址2字節寄存器值2字節
0x00 0x010x00 0x000x060xFF0x060x00 0x040x00 0x02

事務標示2字節:PLC用于標示那一條報文,從機應答會保持一致。
協議標示2字節:目前都是00 00
長度:從站地址到報文結束的字節長度,相當于報文總長度-6.
從站地址:Modbus讀卡器的站地址,PLC默認都是0xFF
功能碼: 0x06,寫單個寄存器
寄存器地址: 2個字節,如40004,實際地址是4,高位是0,低位是4.
寄存器值: 要寫的寄存器的值,2個字節,高位前,地位在后.

YW-630NA和YW-641NA收到PLC發送的06指令后,回復的數據幀與收到的數據幀完全相同。這里就不解析了

三、功能碼0x10,寫多個寄存器

YW-630NA和YW-641NA支持寫多個寄存器,功能碼0x10,PLC發送的數據幀:

MBAP報頭PDU報文體
事務標示2字節協議標示2字節長度(總長度-6)從站地址功能碼寄存器起始地址2字節寄存器個數2字節寄存器數據字節數1字節寄存器數據n字節
0x00 0x010x00 0x000x100xFF0x060x00 0x040x00 0x040x080x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00

事務標示2字節:PLC用于標示那一條報文,從機應答會保持一致。
協議標示2字節:目前都是00 00
長度:從站地址到報文結束的字節長度,相當于報文總長度-6.
從站地址:Modbus讀卡器的站地址,PLC默認都是0xFF
功能碼: 0x10,寫多個寄存器
寄存器地址: 2個字節,如40004,實際地址是4,高位是0,低位是4.
寄存器數量: 4個寄存器,從40004到40007,高位在前00,低位在后04.
字節數: 8個字節,4個寄存器共8個字節
值: 對應8個字節的值,對卡號清零,就寫8個0

YW-630NA和YW-641NA收到PLC發送的指0x10指令后,回復的數據幀:

MBAP報頭PDU報文體
事務標示2字節協議標示2字節長度(總長度-6)從站地址功能碼寄存器地址2字節寄存器值2字節
0x00 0x010x00 0x000x060xFF0x100x00 0x040x00 0x04

事務標示2字節:PLC用于標示那一條報文,從機應答會保持一致。
協議標示2字節:目前都是00 00
長度:從站地址到報文結束的字節長度,相當于報文總長度-6.
從站地址:Modbus讀卡器的站地址,PLC默認都是0xFF
功能碼: 0x10,寫多個寄存器
寄存器地址: 2個字節,如40004,實際地址是4,高位是0,低位是4.
寄存器數量: 寄存器數量,2個字節,高位前,地位在后.

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