C#实现Modbus通信功能的示例详解_Asp.net

1、前言

modbus作为一种开放且广泛采用的通信协议，在实现设备间数据交换方面发挥着至关重要的作用。它不仅支持多种物理层接口（如rs-232, rs-485, 以及以太网），还因其简单易用的特点而被大家所青睐。

本文通过实际示例介绍如何在c#项目中轻松实现modbus通信功能。

2、开源通信库

通信库是对通信协议的封装，一般是以dll动态链接库的形式存在，对于编程者来说，只需要调用库的各种方法即可实现数据读写。

通信库有两种，一种是开源的，即使开源，也要注意看下开源许可证，开源并不一定免费，另外一种就是自己开发封装的，这个需要具备一定的开发能力。

modbus通信有很多开源通信库，这其中使用较为广泛的是nmodbus4，nmodbus4是一个开源且免费的modbus通信库，它的开源许可证是mit，是一个相对宽松的软件授权条款，可以商用。

3、modbusrtu通信

1、在项目解决方案资源管理器中，选择【引用】右击，在弹出的界面中，点击【管理nuget程序包】选项，如下图所示：

2、在打开的选项卡中，选择【浏览】，然后输入nmodbus4进行搜索，搜索到之后，选择最新稳定版2.1.0，点击【安装】即可：

3、在nmodbus4基础上封装一个打开串口和关闭串口的方法：

private serialport serialport;
private modbusserialmaster master;
public void open(string portname, int baudrate, parity parity, int databits, stopbits stopbits)
{
    if (this.serialport != null && this.serialport.isopen)
    {
        this.serialport.close();
    }
    this.serialport = new serialport(portname, baudrate, parity, databits, stopbits);
    this.serialport.open();
    this.master = modbusserialmaster.creatertu(this.serialport);
    this.master.transport.writetimeout = 2000;
    this.master.transport.readtimeout = 2000;
    this.master.transport.waittoretrymilliseconds = 500;
    this.master.transport.retries = 3;
}
 public void close()
 {
     if (this.serialport != null && this.serialport.isopen)
     {
         this.serialport.close();
     }
     this.master = null;
 }

4、在nmodbus4基础上封装各种读写的方法，这里以读取保持型寄存器为例，其他方法都是类似的：

public byte[] readholdingregisters(byte slaveid, ushort start, ushort length)
{
    try
    {
        ushort[] data = this.master.readholdingregisters(slaveid, start, length);
        list<byte> result = new list<byte>();
        foreach (var item in data)
        {
            result.addrange(bitconverter.getbytes(item).reverse());
        }
        return result.toarray();
    }
    catch (exception ex)
    {
        throw new exception("【读取保持寄存器】失败：" + ex.message);
    }
}

基于nmodbus4实现modbusrtu通信，不需要关注协议及报文，只需要对nmodbus4库二次封装即可。

4、modbustcp通信

nmodbus4不仅支持modbusrtu通信，也同样支持modbustcp通信，modbustcp与modbusrtu的封装过程非常类似，主要是存在以下两个不同点：

modbusrtu是基于串口通信，因此主要使用的是serialport类，而modbustcp是基于以太网通信，主要使用的是tcpclient类。

modbusrtu的读取和写入方法中都必须包含从站地址，而modbustcp可以把slaveaddress作为一个可选项。

modbustcp通信库封装过程如下：

1、在nmodbus4基础上封装一个tcp连接和断开的方法：

private tcpclient tcpclient;
private modbusipmaster master
public void connect(string ip, int port)
{
    tcpclient = new tcpclient();
    tcpclient.connect(ipaddress.parse(ip), port);
    this.master = modbusipmaster.createip(this.tcpclient);
    this.master.transport.writetimeout = 2000;
    this.master.transport.readtimeout = 2000;
    this.master.transport.waittoretrymilliseconds = 500;
    this.master.transport.retries = 3;
}
public void disconnect()
{
     if (this.tcpclient != null && this.tcpclient.connected)
     {
         this.tcpclient.close();
     }
     this.master = null;
}

2、封装一个读取输出线圈的方法，其他读写方法都是类似的：

public bool[] readoutputcoils(ushort start, ushort length, byte slaveaddress = 1)
{
     try
     {
         return this.master.readcoils(slaveaddress, start, length);
     }
     catch (exception ex)
     {
         throw new exception("【读取输出线圈】失败：" + ex.message);
     }
}