java实现ModbusCRC16校验的示例代码_Java

1. 目的

电流数据采集器是rs485 modbus协议，想通过java实现串口数据的采集，因为涉及到串口通信的crc校验，所以需要通过java来实现对采集的电流值进行校验，确保每次读到的电流值都是正常的。

2. 什么是modbuscrc16校验

modbus协议是一种串行通信协议，被广泛用于设备之间的通信。modbus协议可以支持多种电气接口和传输介质，包括但不限于rs-232、rs-422、rs-485、以太网（tcp/ip）等。

crc16校验是一种基于多项式的校验方法，其核心思想是将数据视为一个长的二进制数，通过特定的生成多项式来计算一个短的余数，这个余数就是crc校验码。

3. crc16校验步骤

初始化：预置一个16位的寄存器为十六进制0xffff，称此寄存器为crc寄存器，多项式为0xa001。
数据处理
- 2.1 将第一个8位二进制数据（通信信息帧的第一个字节）与16位的crc寄存器的低8位相异或，把结果放于crc寄存器。
- 2.2 把crc寄存器的内容右移一位（朝低位）用0填补最高位，并检查右移后的移出位。
- 2.3 如果移出位为0，继续右移；如果移出位为1，将crc寄存器与多项式0xa001异或。
- 2.4 重复上述步骤，直到处理完8次（即一个字节的所有位）
重复处理：重复步骤2，处理通信信息帧的下一个字节，直到所有字节处理完毕。
结果处理：最终寄存器中的值即为crc16校验值。

4. 代码实现

 public static byte[] crc_calculate(byte[] data){
        int polynomial = 0xa001;      // crc-16/ibm 生成多项式0xa001
        int initial_value = 0xffff;   // 初始值0xffff
        int crc = initial_value;
        for (byte b : data) {  //遍历所有的字节
            crc ^= (b & 0xff); 
            for (int i = 8; i != 0; i--) {
                if ((crc & 0x0001) != 0) {
                    crc >>= 1;
                    crc ^= polynomial;
                } else {
                    crc >>= 1;
                }
            }
        }
        list<byte> list = new arraylist<>();
        // modbus的低位在前
        list.add((byte) (crc & 0xff));     // 低位
        list.add((byte) (crc >> 8));       // 高位
        return list.toarray(new byte[0]);  // 转换为byte数组
    }
    //主函数
    public class main {
    public static void main(string[] args) {
    byte[] data = {0x01, 0x03, 0x00, 0x20, 0x00, 0x01};
    //byte[] data = {0x01, 0x03, 0x02, 0x27, 0x10}; 
        byte[] crc = crc_calculate(data);
        system.out.println("crc-16 modbus length: " + crc.length);
        system.out.println("crc-16 modbus1: " + string.format("%x", crc[0]));
        system.out.println("crc-16 modbus2: " + string.format("%x", crc[1]));
    }
}