1、简介

• Modbus4j 支持 Modbus 的多种传输模式，包括 TCP、RTU、ASCII 等，能够适应不同的网络环境和设备需求。例如，在工业自动化场景中，可能会遇到通过串口（使用 RTU 模式）或以太网（使用 TCP 模式）连接的设备，Modbus4j 可以灵活处理这些不同的通信方式。

2、通信过程中的重要概念

• 主站（Master）和从站（Slave）：
  • 主站：发起 Modbus 请求的设备，例如监控计算机或控制器，负责发送命令（如读取或写入数据）。
  • 从站：响应主站请求的设备，例如传感器、PLC 等，它们根据主站的请求进行操作，如提供数据或接收写入的数据。
• 功能码（Function Codes）：
  • Modbus 协议定义了多种功能码，用于不同的操作，例如读取线圈状态、读取输入寄存器、写入单个线圈等。Modbus4j 提供了相应的 API 来使用这些功能码，方便开发者调用。

3、pom文件

<dependency>
    <groupId>com.infiniteautomation</groupId>
    <artifactId>modbus4j</artifactId>
    <version>3.0.4</version>
</dependency>

4、创建slave从站

package com.example.demo.modbus;

import com.serotonin.modbus4j.*;
import com.serotonin.modbus4j.exception.IllegalDataAddressException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusInitException;
import com.serotonin.modbus4j.ip.IpParameters;
import com.serotonin.modbus4j.locator.BaseLocator;


public class ModbusSlaveExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Modbus 工厂
        ModbusFactory modbusFactory = new ModbusFactory();

        // 设置 IP 参数
        IpParameters ipParameters = new IpParameters();
        ipParameters.setHost("127.0.0.1");
        ipParameters.setPort(502);

        // 创建 Modbus 从站集合
        ModbusSlaveSet slaveSet = modbusFactory.createTcpSlave(false);

        try {
            // 添加从站
            int slaveId = 1;
            ProcessImage processImage = new ProcessImage() {
                @Override
                public int getSlaveId() {
                    return slaveId;
                }

                @Override
                public boolean getCoil(int offset) throws IllegalDataAddressException {
                    return offset % 2 == 0;
                }

                @Override
                public void setCoil(int offset, boolean value) {

                }

                @Override
                public void writeCoil(int offset, boolean value) throws IllegalDataAddressException {

                }

                @Override
                public boolean getInput(int offset) throws IllegalDataAddressException {
                    return offset % 2 == 0;
                }

                @Override
                public void setInput(int offset, boolean value) {

                }

                @Override
                public short getHoldingRegister(int offset) throws IllegalDataAddressException {
                    return (short) (offset % 2);
                }

                @Override
                public void setHoldingRegister(int offset, short value) {

                }

                @Override
                public void writeHoldingRegister(int offset, short value) throws IllegalDataAddressException {

                }

                @Override
                public short getInputRegister(int offset) throws IllegalDataAddressException {

                    return (short) (offset % 2);
                }

                @Override
                public void setInputRegister(int offset, short value) {

                }

                @Override
                public byte getExceptionStatus() {
                    return 0;
                }

                @Override
                public byte[] getReportSlaveIdData() {
                    return new byte[0];
                }
            };
            slaveSet.addProcessImage(processImage);
            // 初始化从站
            slaveSet.start();

        } catch (ModbusInitException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭从站
            slaveSet.stop();
        }
    }
}

5、创建master主站读取数据

package com.example.demo.modbus;

import com.serotonin.modbus4j.ModbusFactory;
import com.serotonin.modbus4j.ModbusMaster;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusInitException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusTransportException;
import com.serotonin.modbus4j.ip.IpParameters;
import com.serotonin.modbus4j.msg.ReadHoldingRegistersRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.ReadHoldingRegistersResponse;


public class ModbusMasterExample {
    public static void main(String[] args) {
        // 创建 Modbus 工厂
        ModbusFactory modbusFactory = new ModbusFactory();

        // 设置 IP 参数
        IpParameters ipParameters = new IpParameters();
        ipParameters.setHost("127.0.0.1"); // 目标设备的 IP 地址
        ipParameters.setPort(502);       // Modbus TCP 端口号，默认为 502

        // 创建 Modbus TCP 主站
        ModbusMaster master = modbusFactory.createTcpMaster(ipParameters, false);

        try {
            // 初始化主站
            master.init();

            // 读取从站的保持寄存器
            int slaveId = 1;  // 从站地址
            int startOffset = 0; // 起始寄存器地址
            int numberOfRegisters = 10; // 要读取的寄存器数量

            // 创建读取请求
            ReadHoldingRegistersRequest request = new ReadHoldingRegistersRequest(slaveId, startOffset, numberOfRegisters);

            // 发送请求并获取响应
            ReadHoldingRegistersResponse response = (ReadHoldingRegistersResponse) master.send(request);

            if (response.isException()) {
                System.out.println("Exception response: " + response.getExceptionMessage());
            } else {
                // 获取数据
                short[] registerData = response.getShortData();
                for (int i = 0; i < registerData.length; i++) {
                    System.out.println("Register " + (startOffset + i) + " value: " + registerData[i]);
                }
            }
        } catch (ModbusInitException | ModbusTransportException e) {
            e.printStackTrace();
        } finally {
            // 关闭主站
            master.destroy();
        }
    }
}

5、工具

modscan（主站/客户端）、modsim（从站/服务端）