Modus协议是由MODICON（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年开发的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议，应用非常广泛，可谓大名鼎鼎。
理论性的东西就不多介绍了，推荐一本书《Modbus软件开发实战指南》，杨更更著，写得非常好，从理论到实战，手把手教你玩转Modbus，不过代码实战部分使用的是C#，笔者没练过这项武功，还是看一下Java中怎么应用吧，网上资料多用Modbus4J，就选它了。
Modbus4J源代码：https://github.com/infiniteautomation/modbus4j
Modbus4J没有提供底层串口驱动，因此需要先掌握一些Java串口编程的能力，快速入门可以参考笔者之前写的《Java串口编程例子》这篇文章，本文就是在此基础上进行的，也应用了其中的串口编程工具类代码。
创建项目
新建modbus4j项目，如下图所示：
源代码地址：https://github.com/wu-boy/modbus4j.git
测试步骤
实现底层串口驱动
Modbus4J没有提供底层串口驱动，因此使用串口工具类SerialPortUtils来打开和关闭串口，代码如下：
public class SerialPortUtils { private static Logger log = LoggerFactory.getLogger(SerialPortUtils.class); /** * 打卡串口 * @param portName 串口名 * @param baudRate 波特率 * @param dataBits 数据位 * @param stopBits 停止位 * @param parity 校验位 * @return 串口对象 */ public static SerialPort open(String portName, Integer baudRate, Integer dataBits, Integer stopBits, Integer parity) { SerialPort result = null; try { // 通过端口名识别端口 CommPortIdentifier identifier = CommPortIdentifier.getPortIdentifier(portName); // 打开端口，并给端口名字和一个timeout（打开操作的超时时间） CommPort commPort = identifier.open(portName, 2000); // 判断是不是串口 if (commPort instanceof SerialPort) { result = (SerialPort) commPort; // 设置一下串口的波特率等参数 result.setSerialPortParams(baudRate, dataBits, stopBits, parity); log.info("打开串口{}成功", portName); }else{ log.info("{}不是串口", portName); } } catch (Exception e) { log.error("打开串口{}错误", portName, e); } return result; } /** * 关闭串口 * @param serialPort */ public static void close(SerialPort serialPort) { if (serialPort != null) { serialPort.close(); log.warn("串口{}关闭", serialPort.getName()); } }}实现Modbus4J串口包装器接口
Modbus4J提供了串口包装器接口，但是没有提供实现，因此自己新建一个实现类SerialPortWrapperImpl，作用是为Modbus4J提供串口对象SerialPort和操作串口的方法，例如打开/关闭串口，获取串口输入/输出流等，核心代码如下：
模拟从站设备
RtuSlaveTest类模拟了一个地址为1的从站设备，使用串口"COM2"（请提前使用虚拟串口软件Virtual Serial Port Driver模拟出来COM1和COM2串口），通过ModbusFactory创建RtuSlave，然后模拟线圈状态、离散输入状态、保持寄存器和输入寄存器的数据，代码中有详细注释，代码如下：
public class RtuSlaveTest { public static void main(String[] args) { createRtuSlave(); } public static void createRtuSlave(){ // 设置串口参数，串口是COM2，波特率是9600 SerialPortWrapperImpl wrapper = new SerialPortWrapperImpl("COM2", 9600, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE, 0, 0); // Modbus工厂，可以创建RTU、TCP等不同类型的Master和Slave ModbusFactory modbusFactory = new ModbusFactory(); final ModbusSlaveSet slave = modbusFactory.createRtuSlave(wrapper); // 这玩意网上有人叫做过程影像区，其实就是寄存器 // 寄存器里可以设置线圈状态、离散输入状态、保持寄存器和输入寄存器 // 这里设置了从站设备ID是1 BasicProcessImage processImage = new BasicProcessImage(1); processImage.setInvalidAddressValue(Short.MIN_VALUE); slave.addProcessImage(processImage); // 添加监听器，监听slave线圈状态和保持寄存器的写入 processImage.addListener(new MyProcessImageListener()); setCoil(processImage); setInput(processImage); setHoldingRegister(processImage); setInputRegister(processImage); // 开启线程启动从站设备 new Thread(() -> { try { slave.start(); } catch (ModbusInitException e) { e.printStackTrace(); } }).start(); /*new Timer().schedule(new TimerTask() { @Override public void run() { // 间隔1秒修改从站设备1的保持寄存器数据 updateHoldingRegister(slave.getProcessImage(1)); } }, 1000, 1000);*/ } private static void setCoil(ProcessImage processImage){ // 模拟线圈状态 processImage.setCoil(0, true); processImage.setCoil(1, false); processImage.setCoil(2, true); } private static void setInput(ProcessImage processImage){ // 模拟离散输入状态 processImage.setInput(0, false); processImage.setInput(1, true); processImage.setInput(2, false); } private static void setHoldingRegister(ProcessImage processImage){ // 模拟保持寄存器的值 processImage.setHoldingRegister(0,(short) 11); processImage.setHoldingRegister(1,(short) 22); processImage.setHoldingRegister(2,(short) 33); } private static void updateHoldingRegister(ProcessImage processImage){ // 模拟修改保持寄存器的值 processImage.setHoldingRegister(0, (short) RandomUtil.randomInt(0, 100)); processImage.setHoldingRegister(1,(short) RandomUtil.randomInt(0, 100)); processImage.setHoldingRegister(2,(short) RandomUtil.randomInt(0, 100)); } private static void setInputRegister(ProcessImage processImage){ // 模拟输入寄存器的值 processImage.setInputRegister(0,(short) 44); processImage.setInputRegister(1,(short) 55); processImage.setInputRegister(2,(short) 66); }}使用Modbus Poll测试模拟的从站设备
Modbus Poll和Modbus Slave分别是主站设备仿真工具和从站设备仿真工具，是Modbus开发最常用的两个测试软件，下载地址：https://www.modbustools.com/
网上最近出现了一个国产软件Mthings，能够同时支持模拟主从机功能，据说功能强大还有使用手册，免安装免费使用！笔者由于参考了《Modbus软件开发实战指南》这本书，就没使用Mthings，有兴趣的同学可以试用。
- 设置连接参数
下载安装后，打开连接参数进行设置，如下图所示：
RtuSlaveTest类使用了串口COM2来模拟从站设备，因此这里选择COM1，选择RTU模式，点击OK。
- 定义读写规则
选择菜单【Setup】->【Read/Write Definition…】，如下图所示：
设置从站设备地址为1，功能码03是读取保持寄存器数据，寄存器地址为0，数量为3，因为RtuSlaveTest程序中模拟了3个数据，点击OK，如下图所示：
可以看到读取到了RtuSlaveTest程序中模拟的3个寄存器的数据，注意别忘了先启动RtuSlaveTest程序！
选择不同的功能码就可以读取不同的数据，01读取线圈状态，02读取离散输入状态，03读取保持寄存器，04读取输入寄存器。
模拟主站设备
实际开发中可能更多的是开发主站设备程序，RtuMasterTest代码如下：
public class RtuMasterTest { public static void main(String[] args) throws Exception{ createRtuMaster(); } private static void createRtuMaster() throws Exception{ // 设置串口参数，串口是COM1，波特率是9600 SerialPortWrapperImpl wrapper = new SerialPortWrapperImpl("COM1", 9600, SerialPort.DATABITS_8, SerialPort.STOPBITS_1, SerialPort.PARITY_NONE, 0, 0); ModbusFactory modbusFactory = new ModbusFactory(); ModbusMaster master = modbusFactory.createRtuMaster(wrapper); master.init(); // 从站设备ID是1 int slaveId = 1; // 读取保持寄存器 readHoldingRegisters(master, slaveId, 0, 3); // 将地址为0的保持寄存器数据修改为0 writeRegister(master, slaveId, 0, 0); // 再读取保持寄存器 readHoldingRegisters(master, slaveId, 0, 3); } private static void readHoldingRegisters(ModbusMaster master, int slaveId, int start, int len) throws Exception{ ReadHoldingRegistersRequest request = new ReadHoldingRegistersRequest(slaveId, start, len); ReadHoldingRegistersResponse response = (ReadHoldingRegistersResponse) master.send(request); if (response.isException()){ System.out.println("读取保持寄存器错误，错误信息是" + response.getExceptionMessage()); }else { System.out.println("读取保持寄存器=" + Arrays.toString(response.getShortData())); } } private static void writeRegister(ModbusMaster master, int slaveId, int offset, int value) throws Exception{ WriteRegisterRequest request = new WriteRegisterRequest(slaveId, offset, value); WriteRegisterResponse response = (WriteRegisterResponse) master.send(request); if (response.isException()){ System.out.println("写保持寄存器错误，错误信息是" + response.getExceptionMessage()); }else{ System.out.println("写保持寄存器成功"); } }}先启动RtuSlaveTest从站设备模拟程序，再启动RtuMasterTest主站设备模拟程序，可以看到双方控制台均有预期输出，RtuMasterTest能够读写RtuSlaveTest中的数据。
参考资料
1、初探ModBus4j简单使用指南
2、使用java的modbus4j的Rtu方式获取监测数据
3、Modbus java slave app
原文转载：http://www.shaoqun.com/a/504882.html
blibli：https://www.ikjzd.com/w/1676
JavaModbusModbus4JModus协议是由MODICON（现为施耐德电气公司的一个品牌）在1979年开发的，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议，应用非常广泛，可谓大名鼎鼎。理论性的东西就不多介绍了，推荐一本书《Modbus软件开发实战指南》，杨更更著，写得非常好，从理论到实战，手把手教你玩转Modbus，不过代码实战部分使用的是C#，笔者没练过这项武功，还是看一下Java中怎么应用
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