C++ ModBUS TCP客户端工具 qModMaster 介绍及使用

qModMaster工具介绍

QModMaster是一个基于Qt的Modbus主站（Master）模拟器，用于模拟和测试Modbus TCP和RTU通信。它提供了一个直观的图形界面，使用户能够轻松设置和发送Modbus请求，并查看和分析响应数据。

以下是QModMaster工具的一些主要特点和功能：

1.  支持Modbus TCP和RTU：QModMaster可以用作Modbus TCP和RTU通信的主站模拟器。您可以根据需要选择适合您的通信方式。
2.  直观的图形界面：QModMaster提供了一个用户友好的图形界面，使您可以轻松设置和发送Modbus请求，并查看响应数据。您可以选择读取和写入不同类型的寄存器数据，如线圈、输入寄存器、保持寄存器等。
3.  灵活的数据显示：QModMaster以表格的形式显示读取的数据，使您可以清晰地查看和分析Modbus响应。您可以选择以十进制或十六进制格式显示数据，并可以根据需要进行排序和筛选。
4.   实时监控：QModMaster还提供实时监控功能，可以持续读取和显示设备的寄存器数据。您可以设置刷新频率，并随时监视设备的状态和数据变化。
5.   导入和导出功能：QModMaster支持导入和导出Modbus配置和数据，方便您在不同环境之间共享和备份配置。

QModMaster是一个开源项目，可以在GitHub上找到其源代码和相关文档。您可以根据您的需求和应用场景，使用QModMaster来模拟和测试Modbus通信，并进行调试和验证。

主站（Master），是一个控制设备，负责发起和管理 Modbus TCP 通信。它可以向从站发送读取或写入请求，并接收从站返回的响应。主站通常是一个上位机或监控系统，负责控制和监视整个系统。

从站（Slave）：从站是被动设备，响应主站的请求并提供数据。它可以是传感器、PLC 或其他设备。从站接收主站的读取或写入请求，并返回相应的数据或执行相应的操作。每一个slave设备都有一个唯一的地址。

在串行和MB+网络中，只有被指定为主节点的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何一个设备都能发送一个Modbus命令，但是通常也只有一个主节点设备启动指令）。

Modbus TCP中，主站通常是tcp的client端，从站是tcp的server端，开启默认端口502。这个很容易混淆，这里在强调下。

qModMaster源码地址

QModMaster download | SourceForge.net

https://codeload.github.com/Thuzerland/qModbusMaster/zip/refs/heads/master

GitHub - Thuzerland/qModbusMaster: Fork of QModMaster (https://sourceforge.net/p/qmodmaster/code/ci/default/tree/)

qModMaster工具地址 

https://nchc.dl.sourceforge.net/project/qmodmaster/qModMaster-Win64-exe-0.5.3-beta.zip

modbusTCP协议格式

ModbusTCP的数据帧可分为两部分：MBAP+PDU

报文主要分为两部分，协议头（MBAP Header）和PDU。PDU 又包含功能码（Function code）和数据(Data)两部分。 

(一)报文头MBAP：MBAP为报文头，长度为7字节，组成如下：

(二)帧结构PDU：PDU由功能码+数据组成。功能码为1字节，数据长度不定，由具体功能决定。

以下报文示例：

[TCP]>Tx > 18:37:13:318 - 00  02  00  00  00  06  01  03  00  00  00  03  
[TCP]>Rx > 18:37:13:330 - 00  02  00  00  00  09  01  03  06  00  02  00  03  00  04   

 

举例发包：

0232 0000 0009 01 10 9C490001020000

协议头  0232 0000 0009 01
PDU： 10 9C49 0001 02 0000

与标准modbusRTU的区别

标准modbusRTU模式，协议格式是：

 从中可以看到跟modbusTCP的区别。modbusTCP比起它少了两个字节的CRC校验码而已。modbusTCP协议中的MBAP的单元标识符，则相当于从站的地址。

根据对象的不同，Modbus的功能码有：

Modbus Slave工具介绍

Modbus Slave是一个模拟Modbus协议从机的上位机软件，主要用于模拟测试跟其他主机设备通信的过程。与之成套存在的另一个软件--Modbus Poll，则是模拟Modbus协议主机的上位机软件。该软件内部封装标准Modbus协议栈，通过图形化界面使得操作更为简便。目前软件支持01、02、03、04、05、06、15、16功能码，原始报文查看，数据记录等功能，是调试Modbus协议栈的好帮手。

Modbus Slave下载链接

链接：百度网盘 请输入提取码 
提取码：lft0

测试截图 

qModMaster配合ModbusSlave的使用

寄存器PLC地址指存放于控制器中的地址，这些控制器可以是PLC，也可以使触摸屏，或是文本显示器。PLC地址一般采用10进制描述，共有5位，其中第一位代码寄存器类型。第一位数字和寄存器类型的对应关系如表1所示。PLC地址例如40001、30002等。      

寄存器modbus协议地址指通信时使用的寄存器地址，在实际编程中，由于寄存器PLC地址前缀的区分作用，所以只需说明后4位数，而且需转换为4位十六进制地址。例如PLC地址40001对应寻址地址0x0000，40002对应寻址地址0x0001，寄存器寻址地址一般使用16进制描述。再如，PLC寄存器地址40003对应协议地址0002，PLC寄存器地址30003对应协议地址0002。

在实际编程中，由于前缀的区分作用，所以只需说明后4位数，而且需转换为4位十六进制地址。支持 Modbus 协议的设备或软件，使用时用户直接设置或看到的应 当是 Modbus 数据地址。Modbus 地址所访问的数据，是通过各种 “功能”读写而来。 功能码是 Modbus 地址的底层。 如果 Modbus 通 信的一方提供的所谓 Modbus 协议只有功能码，则需要注意了解此 功能号与 Modbus 地址间的对应关系。 

QT的modbus读写

方式有很多，由于协议简单也可以自己组包写。也有现成的库，如可以参考qModMaster源码，它使用了libmodbus库，推荐使用libmodbus库。这里介绍另外一种的使用，Qt Modbus 模块 读写。

1.引入模块

QT       += serialbus serialport

2.引入头文件

#include 
#include 

3.建立连接

    QModbusClient *modbusDevice=new QModbusTcpClient()；
    modbusDevice->setConnectionParameter(QModbusDevice::NetworkPortParameter,1502);
    modbusDevice->setConnectionParameter(QModbusDevice::NetworkAddressParameter, "127.0.0.1");
    modbusDevice->setTimeout(2000);
    modbusDevice->setNumberOfRetries(3);
    modbusDevice->connectDevice();

4.读取和写入

//发送请求
QModbusDataUnit readUnit(QModbusDataUnit::HoldingRegisters,30001,1);

    if (auto *reply = modbusDevice->sendReadRequest(readUnit, 1))
    {
        if (!reply->isFinished())
        {
            connect(reply, &QModbusReply::finished,this,&ThisClass::readReady);
        }
        else
        {
            delete reply;
        }
    }
//处理请求
void ThisClass::readReady()
{
    QModbusReply *reply = qobject_cast(sender());
    if (!reply)
        return;

    if (reply->error() == QModbusDevice::NoError)
    {
        const QModbusDataUnit unit = reply->result();
//        if(unit.startAddress()==30001){
            qint16 res=unit.value(0)；
//        }

    }
    else
    {
    }
    reply->deleteLater(); // delete the reply
}

//写入,举例向40009寄存器地址写入1 （0232 0000 0009 01 10 9C49 0001 02 0001）

//写请求 9C490001020001 ：数据部分
 	QByteArray data=QByteArray::fromHex("9c490001020001");
   // QModbusRequest::WriteMultipleRegisters：功能码 10
    QModbusRequest request(QModbusRequest::WriteMultipleRegisters,
        data);
// 1 ：设备地址
    if (auto *reply = modbusDevice->sendRawRequest(request,1))
    {
        if (!reply->isFinished())
        {
            connect(reply, &QModbusReply::finished,this,&ThisClass::writeReady);
        }
        else
        {
            delete reply;
        }
    }
    //响应处理
    void ThisClass::writeReady()
{
    QModbusReply *reply = qobject_cast(sender());
    if (!reply)
        return;

     reply->deleteLater(); // delete the reply
}

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