RS485 Modbus协议解析

    在工作中，当我们采集采用RS485主从式半双工通讯的传感器时，会接触到Modbus协议。有时我们手上没有实物，只能通过协议文档手册，编写完代码后，自己用RS485来模拟发送验证。下面就说说如何快速组装数值发送验证，以及解析数值。

标准Modbus协议结构如下：

主机发送读寄存器协议数据结构形式为：

设备地址           1字节

读寄存器命令   1字节

寄存器地址       2字节

读寄存器个数   2字节

CRC校验(低字节在前，高字节在后)   2字节

 

例（主机发送数据到传感器）：01 03 00 12 00 02 64 0E

解析：

01    表示设备地址

03    表示读寄存器指令

00 12 表示寄存器的起始地址

00 02 表示读取两个寄存器

64 0E 表示CRC校验码

 

从机返回寄存器是数据结构形式为：

设备地址   1字节

读寄存器命令   1字节

读取字节个数   N字节

XX *N   N个所读取字节数据

CRC校验(低字节在前，高字节在后)

 

例（传感器发送回给主机）：01 03 04 41 E6 28 F6 91 BE

解析：

01          表示设备地址

03          表示读寄存器指令

04          表示有四个16进制数据

41 E6 28 F6  表示传感器的有效数据

91 BE       表示CRC校验码

 

1.若厂家对传感器的数据存储采用标准单精度浮点数方式，则对于一串采集回来的16进制数据，要转成浮点数是比较麻烦的，可以看下先用科学计数法方式存储计算：

方式1：如解析上述的返回值41 E6 28 F6

计算 41 E6 28 F6 (采用科学计数法方式存储计算)

转为二进制：01000001111001100010100011110110‬

红色’0’:表示符号位，1为负，0为正

10000011:表示指数位，转为十进制为2^0+2^1+2^7=131 131-127=4 说明指数位为4

则表示为（(1.11001100010100011110110)*2^4）=11100. 1100010100011110110=

2^2+2^3+2^4. 2^-1+2^-2+…..=28.77

即41 E6 28 F6 转为十进制为28.77

 

方式2：采用工具快速转换，如下图所示

有了该工具，想要自己模拟发送任意数值的modbus协议数据，也是非常方便的。

比如主机发送了01 03 00 12 00 02 64 0E 采集命令，想要模拟传感器数值为12.34

通过工具转换如下：

则可组装modbus协议数据为01 03 04 41 45 70 A4 , 对于后面两位crc校验可以采用如下工具，可以得到：

可知组装的完整mobdus协议数据为01 03 04 41 45 70 A4 DB A1

2.若厂家对传感器的数据处理是采用16进制转整数方式处理，就像如下图所示：

这种形式的16进制传感器数据，可以采用电脑的计算器快速计算得到。

如计算00 9B

16进制模拟负值，可以采用计算器

如模拟-50，计算器输入如下0-50

再点击计算器上的xor

则16进制FF CE 则表示负数-50