java利用socket通信实现Modbus-RTU通信协议的示例代码
更新时间：2021年04月16日 09:23:56 作者：@琴酒**
这篇文章主要介绍了java利用socket通信实现Modbus-RTU通信协议的示例代码，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
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<String,Socket> 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<bytes.length;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<String, Socket> clientMap = new HashMap<>();
public Service(){
}
public Service(Map<String,Socket> clientMap){
this.clientMap=clientMap;
}
public void run() {
while(true) {
try {
for(Map.Entry<String, Socket> 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<Float> 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();
}
}
}
}
到此这篇关于java利用socket通信实现Modbus-RTU通信协议的示例代码的文章就介绍到这了,更多相关java Modbus-RTU通信协议内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
相关文章
这篇文章主要介绍了Springboot使用logback的注意事项，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教2021-07-07
这篇文章主要介绍了elasticsearch安装以及部署教程,内涵详细的图文展示与案例介绍,能够帮助你从0成功部署这个框架,需要的朋友可以参考下2021-06-06
回滚操作是一种常见的操作,用于撤销之前执行的操作,本文主要介绍了SpringBoot回滚操作的几种实现方式,包含基于异常类型的回滚、基于自定义逻辑的回滚和基于数据库状态的回滚,感兴趣的可以了解一下2024-03-03
本文详细介绍了MySqlConnector的核心功能,包括数据变更捕获、KafkaConnect兼容性、配置管理、版本信息、连接器任务创建、配置验证、数据库连接建立和连接器配置创建等,感兴趣的可以了解一下2024-10-10
这篇文章主要介绍了使用Feign消费服务时POST/GET请求方式，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。如有错误或未考虑完全的地方，望不吝赐教2021-06-06
这篇文章主要介绍了SpringBoot 改造成https访问的实现，具有很好的参考价值，希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧2020-10-10
这篇文章主要介绍了Java的堆内存与栈内存的存储机制,包括JVM的内存优化和GC等相关方面内容,需要的朋友可以参考下2016-01-01
这篇文章主要介绍了浅谈SpringMVC请求映射handler源码解读，文中通过示例代码介绍的非常详细，对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值，需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧2021-03-03
最近做项目遇到这样的需求要求将表中的数据,按照一级二级分类返回给前端json数据，下面通过本文给大家分享通过Mybatis实现单表内一对多的数据展示示例代码，感兴趣的朋友参考下吧2017-08-08
Spring定时任务@scheduled多线程使用@Async注解示例
这篇文章主要为大家介绍了Spring定时任务@scheduled多线程使用@Async注解示例详解,有需要的朋友可以借鉴参考下,希望能够有所帮助,祝大家多多进步,早日升职加薪2023-11-11
最新评论