java利用socket通信实现Modbus

网友投稿 491 2022-10-28


java利用socket通信实现Modbus

Modbus

Modbus是一种串行通信协议。Modbus 一个工业上常用的通讯协议、一种通讯约定。Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU最常用,比较简单,在单片机上很容易实现。

简单分析Modbus-RTU报文

37 03 10 3F 80 00 00 00 00 00 00 3F 80 00 00 40 40 00 00 24 dd(十六进制)

37:从站地址 ,03:功能码,10:读取的字节数,24 dd:crc校验码。其它就是传送的数据。

4G DTU(ZHC4013)

ZHC4012是一款全网通七模4G DTU,支持2G/3G/4G信号透明传输。支持工业RS232/485等接口,直接连接设备传输。这个硬件是我项目中实践过的,该设备可以通过4G运营商网络与远程服务器进行数据通信。具体操作可以到官网联系客服。设备官网4G DTU(ZHC4013)

项目支持多个4G DTU设备数据上传,支持控制指定4G DTU设备。

附一个测试版本的源代码

用到的工具类

package hdo.utils;

import java.io.ByteArrayOutputStream;

import java.io.IOException;

import java.io.InputStream;

public class ModBusUtils {

public static byte[] readInputStream(InputStream inputStream) throws IOException {

byte[] buffer = new byte[1024];

int len = 0;

ByteArrayOutputStream bos = new ByteArrayOutputStream();

if((len = inputStream.read(buffer)) != -1) {

bos.write(buffer, 0, len);

}

bos.close();

return bos.toByteArray();

}

public static char byteToASCLL(byte b){

return (char) b;

}

/*

* 字节数组转16进制字符串

*/

public static String bytes2HexString(byte[] b) {

String r = "";

for (int i = 0; i < b.length; i++) {

String hex = Integer.toHexString(b[i] & 0xFF);

if (hex.length() == 1) {

hex = '0' + hex;

}

r += hex.toUpperCase()+" ";

}

return r;

}

/**

* @TODO : 计算CRC校验码

* @AUTH : linfeng

* @DATE : 2020年8月27日 下午2:11:30

* @return_type : String

* @param data

* @return

*/

public static String getCRC3(byte[] data) {

byte[] crc16_h = {

(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,

(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,

(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,

(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,

(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,

(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,

(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,

(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,

(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,

(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,

(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,

(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,

(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40,

(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,

(byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41,

(byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x01, (byte) 0xC0, (byte) 0x80, (byte) 0x41, (byte) 0x00, (byte) 0xC1, (byte) 0x81, (byte) 0x40

};

byte[] crc16_l = {

(byte) 0x00, (byte) 0xC0, (byte) 0xC1, (byte) 0x01, (byte) 0xC3, (byte) 0x03, (byte) 0x02, (byte) 0xC2, (byte) 0xC6, (byte) 0x06, (byte) 0x07, (byte) 0xC7, (byte) 0x05, (byte) 0xC5, (byte) 0xC4, (byte) 0x04,

(byte) 0xCC, (byte) 0x0C, (byte) 0x0D, (byte) 0xCD, (byte) 0x0F, (byte) 0xCF, (byte) 0xCE, (byte) 0x0E, (byte) 0x0A, (byte) 0xCA, (byte) 0xCB, (byte) 0x0B, (byte) 0xC9, (byte) 0x09, (byte) 0x08, (byte) 0xC8,

(byte) 0xD8, (byte) 0x18, (byte) 0x19, (byte) 0xD9, (byte) 0x1B, (byte) 0xDB, (byte) 0xDA, (byte) 0x1A, (byte) 0x1E, (byte) 0xDE, (byte) 0xDF, (byte) 0x1F, (byte) 0xDD, (byte) 0x1D, (byte) 0x1C, (byte) 0xDC,

(byte) 0x14, (byte) 0xD4, (byte) 0xD5, (byte) 0x15, (byte) 0xD7, (byte) 0x17, (byte) 0x16, (byte) 0xD6, (byte) 0xD2, (byte) 0x12, (byte) 0x13, (byte) 0xD3, (byte) 0x11, (byte) 0xD1, (byte) 0xD0, (byte) 0x10,

(byte) 0xF0, (byte) 0x30, (byte) 0x31, (byte) 0xF1, (byte) 0x33, (byte) 0xF3, (byte) 0xF2, (byte) 0x32, (byte) 0x36, (byte) 0xF6, (byte) 0xF7, (byte) 0x37, (byte) 0xF5, (byte) 0x35, (byte) 0x34, (byte) 0xF4,

(byte) 0x3C, (byte) 0xFC, (byte) 0xFD, (byte) 0x3D, (byte) 0xFF, (byte) 0x3F, (byte) 0x3E, (byte) 0xFE, (byte) 0xFA, (byte) 0x3A, (byte) 0x3B, (byte) 0xFB, (byte) 0x39, (byte) 0xF9, (byte) 0xF8, (byte) 0x38,

(byte) 0x28, (byte) 0xE8, (byte) 0xE9, (byte) 0x29, (byte) 0xEB, (byte) 0x2B, (byte) 0x2A, (byte) 0xEA, (byte) 0xEE, (byte) 0x2E, (byte) 0x2F, (byte) 0xEF, (byte) 0x2D, (byte) 0xED, (byte) 0xEC, (byte) 0x2C,

(byte) 0xE4, (byte) 0x24, (byte) 0x25, (byte) 0xE5, (byte) 0x27, (byte) 0xE7, (byte) 0xE6, (byte) 0x26, (byte) 0x22, (byte) 0xE2, (byte) 0xE3, (byte) 0x23, (byte) 0xE1, (byte) 0x21, (byte) 0x20, (byte) 0xE0,

(byte) 0xA0, (byte) 0x60, (byte) 0x61, (byte) 0xA1, (byte) 0x63, (byte) 0xA3, (byte) 0xA2, (byte) 0x62, (byte) 0x66, (byte) 0xA6, (byte) 0xA7, (byte) 0x67, (byte) 0xA5, (byte) 0x65, (byte) 0x64, (byte) 0xA4,

(byte) 0x6C, (byte) 0xAC, (byte) 0xAD, (byte) 0x6D, (byte) 0xAF, (byte) 0x6F, (byte) 0x6E, (byte) 0xAE, (byte) 0xAA, (byte) 0x6A, (byte) 0x6B, (byte) 0xAB, (byte) 0x69, (byte) 0xA9, (byte) 0xA8, (byte) 0x68,

(byte) 0x78, (byte) 0xB8, (byte) 0xB9, (byte) 0x79, (byte) 0xBB, (byte) 0x7B, (byte) 0x7A, (byte) 0xBA, (byte) 0xBE, (byte) 0x7E, (byte) 0x7F, (byte) 0xBF, (byte) 0x7D, (byte) 0xBD, (byte) 0xBC, (byte) 0x7C,

(byte) 0xB4, (byte) 0x74, (byte) 0x75, (byte) 0xB5, (byte) 0x77, (byte) 0xB7, (byte) 0xB6, (byte) 0x76, (byte) 0x72, (byte) 0xB2, (byte) 0xB3, (byte) 0x73, (byte) 0xB1, (byte) 0x71, (byte) 0x70, (byte) 0xB0,

(byte) 0x50, (byte) 0x90, (byte) 0x91, (byte) 0x51, (byte) 0x93, (byte) 0x53, (byte) 0x52, (byte) 0x92, (byte) 0x96, (byte) 0x56, (byte) 0x57, (byte) 0x97, (byte) 0x55, (byte) 0x95, (byte) 0x94, (byte) 0x54,

(byte) 0x9C, (byte) 0x5C, (byte) 0x5D, (byte) 0x9D, (byte) 0x5F, (byte) 0x9F, (byte) 0x9E, (byte) 0x5E, (byte) 0x5A, (byte) 0x9A, (byte) 0x9B, (byte) 0x5B, (byte) 0x99, (byte) 0x59, (byte) 0x58, (byte) 0x98,

(byte) 0x88, (byte) 0x48, (byte) 0x49, (byte) 0x89, (byte) 0x4B, (byte) 0x8B, (byte) 0x8A, (byte) 0x4A, (byte) 0x4E, (byte) 0x8E, (byte) 0x8F, (byte) 0x4F, (byte) 0x8D, (byte) 0x4D, (byte) 0x4C, (byte) 0x8C,

(byte) 0x44, (byte) 0x84, (byte) 0x85, (byte) 0x45, (byte) 0x87, (byte) 0x47, (byte) 0x46, (byte) 0x86, (byte) 0x82, (byte) 0x42, (byte) 0x43, (byte) 0x83, (byte) 0x41, (byte) 0x81, (byte) 0x80, (byte) 0x40

};

int crc = 0x0000ffff;

int ucCRCHi = 0x00ff;

int ucCRCLo = 0x00ff;

int iIndex;

for (int i = 0; i < data.length; ++i) {

iIndex = (ucCRCLo ^ data[i]) & 0x00ff;

ucCRCLo = ucCRCHi ^ crc16_h[iIndex];

ucCRCHi = crc16_l[iIndex];

}

crc = ((ucCRCHi & 0x00ff) << 8) | (ucCRCLo & 0x00ff) & 0xffff;

//高低位互换,输出符合相关工具对Modbus CRC16的运算

crc = ((crc & 0xFF00) >> 8) | ((crc & 0x00FF) << 8);

return String.format("%04X", crc);

}

/**

* 16进制表示的字符串转换为字节数组

*

* @param hexString 16进制表示的字符串

* @return byte[] 字节数组

*/

public static byte[] hexStringToByteArray(String hexString) {

hexString = hexString.replaceAll(" ", "");

int len = hexString.length();

byte[] bytes = new byte[len / 2];

for (int i = 0; i < len; i += 2) {

// 两位一组,表示一个字节,把这样表示的16进制字符串,还原成一个字节

bytes[i / 2] = (byte) ((Character.digit(hexString.charAt(i), 16) << 4) + Character

.digit(hexString.charAt(i + 1), 16));

}

return bytes;

}

}

服务端代码

package hdo.utils.thread;

import java.io.InputStream;

import java.net.ServerSocket;

import java.net.Socket;

import java.util.HashMap;

import java.util.Map;

import hdo.utils.ModBusUtils;

public class SocketServer extends Thread {

public Map clientMap = new HashMap<>();

public void run() {

try {

//创建socket服务端

@SuppressWarnings("resource")

ServerSocket server = new ServerSocket(9666);

while (true){

System.out.println("建立监听");

Socket client = server.accept();

System.out.println("建立连接");

//获取注册包

InputStream is = client.getInputStream();

byte[] bytes = ModBusUtils.readInputStream(is);

String str = "";

for(int i=0;i

if(i==0){

System.out.print("十进制:"+bytes[i]+" ");

}else {

System.out.print(bytes[i]+" ");

}

str=str+ModBusUtils.byteToASCLL(bytes[i]);

}

System.out.println("十六进制:"+ModBusUtils.bytes2HexString(bytes));

System.out.println("注册包:"+str);

//添加客户端

clientMap.put(str,client);

Service service = new Service(clientMap);

service.start();

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

package com.ruoyi.test;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.Socket;

import java.util.*;

/**

* TODO

*

* @author linfeng

* @date 2021/4/13 17:50

*/

public class Service extends Thread {

private Map clientMap = new HashMap<>();

public Service(){

}

public Service(Map clientMap){

this.clientMap=clientMap;

}

public void run() {

while(true) {

try {

for(Map.Entry entry : clientMap.entrySet()) {

//注册包 节点编号

String registrationPacket = entry.getKey();

Socket socket = entry.getValue();

assert socket != null;

InputStream is = socket.getInputStream();

OutputStream os = socket.getOutputStream();

if (is.available() != 0) {

byte[] bytes = ModBusUtils.readInputStream(is);

String str = ModBusUtils.bytes2HexString(bytes);

System.out.print("十六进制:" + str);

//截取对应的数据

List floatList = new ArrayList<>();

String[] arr = str.split(" ");

if (arr.length > 20) {

for (int i = 7; i < arr.length - 2; i += 4) {

String a = arr[i] + arr[i + 1] + arr[i + 2] + arr[i + 3];

Float f = Float.intBitsToFloat(Integer.valueOf(a, 16));

System.out.print("浮点数:" + f);

floatList.add(f);

}

}

System.out.println("节点编号:" + registrationPacket);

byte[] by = new byte[19];

by[0] = 55;

by[1] = 3;

by[2] = 16;

by[3] = 63;

by[4] = -128;

by[5] = 0;

by[6] = 0;

by[7] = 0;

by[8] = 0;

by[9] = 0;

by[10] = 0;

by[11] = 0;

by[12] = 0;

by[13] = 0;

by[14] = 0;

String hexStr = Integer.toHexString(Float.floatToIntBits(Float.parseFloat("2.0")));

byte[] b = ModBusUtils.hexStringToByteArray(hexStr);

by[15] = b[0];

by[16] = b[1];

by[17] = b[2];

by[18] = b[3];

//crc3校验

String crc = ModBusUtils.getCRC3(by);

byte[] crcByte = ModBusUtils.hexStringToByteArray(crc);

byte[] data = new byte[21];

data[19] = crcByte[0];

data[20] = crcByte[1];

for (int i = 0; i < by.length; i++) {

data[i] = by[i];

}

os.write(data);

System.out.println(registrationPacket + ":写入数据:" + Arrays.toString(data));

} else {

continue;

}

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

try {

Thread.sleep(5000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}

if(i==0){

System.out.print("十进制:"+bytes[i]+" ");

}else {

System.out.print(bytes[i]+" ");

}

str=str+ModBusUtils.byteToASCLL(bytes[i]);

}

System.out.println("十六进制:"+ModBusUtils.bytes2HexString(bytes));

System.out.println("注册包:"+str);

//添加客户端

clientMap.put(str,client);

Service service = new Service(clientMap);

service.start();

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

package com.ruoyi.test;

import java.io.InputStream;

import java.io.OutputStream;

import java.net.Socket;

import java.util.*;

/**

* TODO

*

* @author linfeng

* @date 2021/4/13 17:50

*/

public class Service extends Thread {

private Map clientMap = new HashMap<>();

public Service(){

}

public Service(Map clientMap){

this.clientMap=clientMap;

}

public void run() {

while(true) {

try {

for(Map.Entry entry : clientMap.entrySet()) {

//注册包 节点编号

String registrationPacket = entry.getKey();

Socket socket = entry.getValue();

assert socket != null;

InputStream is = socket.getInputStream();

OutputStream os = socket.getOutputStream();

if (is.available() != 0) {

byte[] bytes = ModBusUtils.readInputStream(is);

String str = ModBusUtils.bytes2HexString(bytes);

System.out.print("十六进制:" + str);

//截取对应的数据

List floatList = new ArrayList<>();

String[] arr = str.split(" ");

if (arr.length > 20) {

for (int i = 7; i < arr.length - 2; i += 4) {

String a = arr[i] + arr[i + 1] + arr[i + 2] + arr[i + 3];

Float f = Float.intBitsToFloat(Integer.valueOf(a, 16));

System.out.print("浮点数:" + f);

floatList.add(f);

}

}

System.out.println("节点编号:" + registrationPacket);

byte[] by = new byte[19];

by[0] = 55;

by[1] = 3;

by[2] = 16;

by[3] = 63;

by[4] = -128;

by[5] = 0;

by[6] = 0;

by[7] = 0;

by[8] = 0;

by[9] = 0;

by[10] = 0;

by[11] = 0;

by[12] = 0;

by[13] = 0;

by[14] = 0;

String hexStr = Integer.toHexString(Float.floatToIntBits(Float.parseFloat("2.0")));

byte[] b = ModBusUtils.hexStringToByteArray(hexStr);

by[15] = b[0];

by[16] = b[1];

by[17] = b[2];

by[18] = b[3];

//crc3校验

String crc = ModBusUtils.getCRC3(by);

byte[] crcByte = ModBusUtils.hexStringToByteArray(crc);

byte[] data = new byte[21];

data[19] = crcByte[0];

data[20] = crcByte[1];

for (int i = 0; i < by.length; i++) {

data[i] = by[i];

}

os.write(data);

System.out.println(registrationPacket + ":写入数据:" + Arrays.toString(data));

} else {

continue;

}

}

} catch (Exception e) {

e.printStackTrace();

}

try {

Thread.sleep(5000);

} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();

}

}

}

}


版权声明:本文内容由网络用户投稿,版权归原作者所有,本站不拥有其著作权,亦不承担相应法律责任。如果您发现本站中有涉嫌抄袭或描述失实的内容,请联系我们jiasou666@gmail.com 处理,核实后本网站将在24小时内删除侵权内容。

上一篇:16-11-15
下一篇:vsftpd服务
相关文章

 发表评论

暂时没有评论,来抢沙发吧~