modbus tcp报文解析

Modbus是一种串行通信协议，Modbus TCP则是Modbus协议在TCP/IP协议上的应用。在工业控制系统中，Modbus TCP广泛应用于PLC（可编程逻辑控制器）和其他设备之间的通信。本文将从多个角度分析Modbus TCP报文的解析。

一、Modbus TCP协议的基本结构

Modbus TCP报文是由Ethernet帧和TCP报文组成。Ethernet帧是数据包在局域网中传输的基本单位，TCP报文则构成了数据包的内容。

Modbus TCP协议的基本结构分为三部分：事务标识符、协议标识符和应用数据单元（ADU）。其中，事务标识符唯一标识了一个Modbus TCP报文，协议标识符标识了Modbus TCP协议的版本号，ADU则是实际传输的数据。

二、Modbus TCP报文的格式

Modbus TCP报文格式为：


如上图所示，Modbus TCP报文为一个TCP数据包，在数据包中包含了Modbus报文。Modbus报文是一个标准的Modbus RTU或ASCII报文，它被放置在一个标准TCP/IP包的负载中发送，每个Modbus报文必须指定Modbus TCP报文的协议标识符。

一个标准Modbus TCP报文由以下几部分组成：

1. 事务标识符：这是一个短整型数，由发送方用于识别回答报文。

2. 协议标识符：在此协议中，这个字段总是“00 00”。

3. 长度字段：它指定了接下来的字段（即设备地址、功能码和数据）的字节数。长度字段的长度为短整型，因此它的值不能超过255个字节。

4. 设备地址：通常设置为Modbus TCP从设备的IP地址的最后一个数值（如192.168.1.30的设备地址为30）。

5. 功能码：指定Modbus操作的类型，例如读、写、读写、诊断、返回数据、异常等等。

6. 数据：包括从服务器返回的寄存器的值或设定值等等，如果执行失败，返回执行失败的原因等。

三、Modbus TCP报文的解析

Modbus TCP报文的解析主要包括以下三个方面：

1. 设备地址解析

在Modbus TCP报文中，设备地址字段用于标识从设备的地址。Modbus TCP从设备的地址通常被设置为IP地址的最后一个字节，例如192.168.1.30的从设备地址为30。

2. 功能码解析

Modbus TCP报文中的功能码指定了Modbus操作的类型，例如读、写、读写、诊断、返回数据、异常等等。不同的功能码对应不同的Modbus操作，因此功能码的解析非常重要。

3. 数据解析

Modbus TCP报文中的数据包括从服务器返回的寄存器的值或设定值等等，如果执行失败，返回执行失败的原因等。数据的解析需要根据不同的功能码进行不同的处理。

四、Modbus TCP报文解析工具

Modbus TCP报文解析工具能够帮助我们更方便地对Modbus TCP报文进行解析。市面上有很多Modbus TCP报文解析工具，例如Wireshark、ModScan、QModMaster等等。

这些工具可以帮助工程师们更快速、更准确地分析Modbus TCP报文，检测设备是否存在异常。