Linux 下的 Modbus 详解
在 Linux 系统中，Modbus 通信可以通过多种方式实现，包括使用开源库（如 libmodbus）或编写自定义代码。Modbus 协议在 Linux 中通常用于工业自动化、设备监控等场景。
Linux 下的 Modbus 实现方式
- Modbus RTU：通过串口（如
/dev/ttyUSB0或/dev/ttyS0）实现。 - Modbus TCP：通过以太网实现，使用 TCP/IP 协议。
常用工具和库
libmodbus：一个开源的 Modbus 库，支持 Modbus RTU 和 Modbus TCP。mbpoll：一个命令行工具，用于测试 Modbus 设备。pymodbus：Python 的 Modbus 库，支持 Modbus RTU 和 Modbus TCP。
安装依赖
安装 libmodbus
sudo apt update
sudo apt install libmodbus-dev
安装 mbpoll
sudo apt install mbpoll
安装 pymodbus
pip install pymodbus
Modbus RTU 示例（C 语言，使用 libmodbus）
以下是一个使用 libmodbus 库实现 Modbus RTU 通信的示例。
代码示例
#include <stdio.h>
#include <modbus.h>int main() {modbus_t *ctx;uint16_t tab_reg[10];int rc;// 创建 Modbus RTU 上下文ctx = modbus_new_rtu("/dev/ttyUSB0", 9600, 'N', 8, 1);if (ctx == NULL) {fprintf(stderr, "Unable to create the libmodbus context\n");return -1;}// 设置从机地址modbus_set_slave(ctx, 1);// 打开串口if (modbus_connect(ctx) == -1) {fprintf(stderr, "Connection failed: %s\n", modbus_strerror(errno));modbus_free(ctx);return -1;}// 读取保持寄存器（功能码 0x03）rc = modbus_read_registers(ctx, 0, 10, tab_reg);if (rc == -1) {fprintf(stderr, "Read failed: %s\n", modbus_strerror(errno));} else {printf("Read registers: ");for (int i = 0; i < rc; i++) {printf("%d ", tab_reg[i]);}printf("\n");}// 关闭连接并释放资源modbus_close(ctx);modbus_free(ctx);return 0;
}
编译和运行
gcc -o modbus_rtu_example modbus_rtu_example.c -lmodbus
./modbus_rtu_example
Modbus TCP 示例（C 语言，使用 libmodbus）
以下是一个使用 libmodbus 库实现 Modbus TCP 通信的示例。
代码示例
#include <stdio.h>
#include <modbus.h>int main() {modbus_t *ctx;uint16_t tab_reg[10];int rc;// 创建 Modbus TCP 上下文ctx = modbus_new_tcp("127.0.0.1", 502);if (ctx == NULL) {fprintf(stderr, "Unable to create the libmodbus context\n");return -1;}// 连接到 Modbus TCP 服务器if (modbus_connect(ctx) == -1) {fprintf(stderr, "Connection failed: %s\n", modbus_strerror(errno));modbus_free(ctx);return -1;}// 读取保持寄存器（功能码 0x03）rc = modbus_read_registers(ctx, 0, 10, tab_reg);if (rc == -1) {fprintf(stderr, "Read failed: %s\n", modbus_strerror(errno));} else {printf("Read registers: ");for (int i = 0; i < rc; i++) {printf("%d ", tab_reg[i]);}printf("\n");}// 关闭连接并释放资源modbus_close(ctx);modbus_free(ctx);return 0;
}
编译和运行
gcc -o modbus_tcp_example modbus_tcp_example.c -lmodbus
./modbus_tcp_example
Modbus RTU 示例（Python，使用 pymodbus）
以下是一个使用 pymodbus 库实现 Modbus RTU 通信的示例。
代码示例
from pymodbus.client import ModbusSerialClient# 配置串口参数
client = ModbusSerialClient(method='rtu',port='/dev/ttyUSB0',baudrate=9600,timeout=1
)if client.connect():print("Connected to Modbus RTU Device")# 读取保持寄存器（功能码 0x03）response = client.read_holding_registers(address=0, count=10, unit=1)if not response.isError():print("Holding Registers:", response.registers)else:print("Error reading holding registers")# 写单个保持寄存器（功能码 0x06）client.write_register(address=0, value=123, unit=1)print("Write single register completed")# 关闭连接client.close()
else:print("Failed to connect to Modbus RTU Device")
Modbus TCP 示例（Python，使用 pymodbus）
以下是一个使用 pymodbus 库实现 Modbus TCP 通信的示例。
代码示例
from pymodbus.client import ModbusTcpClient# 连接到 Modbus TCP 服务器
client = ModbusTcpClient('127.0.0.1', port=502)if client.connect():print("Connected to Modbus TCP Server")# 读取保持寄存器（功能码 0x03）response = client.read_holding_registers(address=0, count=10, unit=1)if not response.isError():print("Holding Registers:", response.registers)else:print("Error reading holding registers")# 写单个保持寄存器（功能码 0x06）client.write_register(address=0, value=123, unit=1)print("Write single register completed")# 关闭连接client.close()
else:print("Failed to connect to Modbus TCP Server")
使用 mbpoll 测试 Modbus 设备
mbpoll 是一个命令行工具，用于测试 Modbus 设备。
读取保持寄存器（Modbus TCP）
mbpoll -a 1 -t 4 -r 0 -c 10 127.0.0.1
读取保持寄存器（Modbus RTU）
mbpoll -a 1 -t 4 -r 0 -c 10 -b 9600 -P none /dev/ttyUSB0
总结
在 Linux 系统中，Modbus 通信可以通过 libmodbus、pymodbus 或 mbpoll 等工具实现。根据需求选择合适的工具和协议类型（RTU 或 TCP），即可轻松实现 Modbus 通信。
