python实现ModBusTCP协议的client功能

python实现ModBusTCP协议的client是一件简单的事情，只要通过pymodbus或pyModbusTCP任意模块就可以实现，本文采用pymodbus。

一、ModBusTCP协议

1、了解ModBusTCP协议

Modbus TCP 是一种基于 TCP/IP 协议栈的 Modbus 通信协议，它用于在工业自动化系统中进行设备之间的通信。Modbus TCP 将 Modbus 协议封装在 TCP/IP 协议之上，通过网络连接设备，实现数据的读取和写入。

以下是 Modbus TCP 的基本特点：

（1）基于 TCP/IP 协议：Modbus TCP 使用 TCP/IP 网络进行通信，可以通过以太网、互联网等方式进行远程通信。

（2）实时性：Modbus TCP 具有较高的实时性，适用于需要快速响应的控制系统。

（3）异步通信：Modbus TCP 支持异步通信，允许设备之间的非同步数据交换。

（4）客户端-服务器模型：Modbus TCP 通信采用客户端-服务器模型。客户端（通常是控制系统或监控系统）向服务器（设备或传感器）发出请求，服务器返回响应数据。

（5）支持多种数据类型：Modbus TCP 支持不同数据类型的读写操作，包括线圈（Coil）、离散输入（Discrete Input）、保持寄存器（Holding Register）和输入寄存器（Input Register）等。

（6）数据传输格式：Modbus TCP 使用 Modbus 协议的格式进行数据传输，包括设备地址、功能码、数据域等。

（7）安全性：由于 Modbus TCP 通信是基于 TCP/IP 的，因此可以通过网络安全措施（例如 VPN、防火墙等）提供数据传输的安全性。

总的来说，Modbus TCP 提供了一种可靠的、灵活的工业通信解决方案，广泛用于自动化领域中的各种设备之间的数据交换。

2、ModBusTCP协议的client与TCPclient的区别？

Modbus TCP 是一种特定的应用层通信协议，用于在工业自动化系统中设备之间进行数据交换。它是在 TCP/IP 协议栈上运行的 Modbus 协议的变种。Modbus TCP 协议的数据包是通过 TCP/IP 协议进行传输的。

TCP client 是一种通用的网络通信模式，它指的是通过 TCP/IP 协议与远程服务器建立连接，并向服务器发送请求并接收响应的程序。TCP client 可以用于与任何支持 TCP/IP 协议的服务器进行通信，不限于 Modbus 协议。

区别主要在于：

（1）用途不同：Modbus TCP 是一种特定的工业自动化通信协议，用于工业设备之间的数据交换；而 TCP client 是一种通用的网络通信模式，可以与各种服务器进行通信，不限于 Modbus 协议。

（2）协议不同：Modbus TCP 使用 Modbus 协议进行数据传输，而 TCP client 没有固定的协议限制，可以与各种应用层协议进行通信。

（3）功能不同：Modbus TCP 协议定义了特定的功能码和数据格式，用于读写线圈、离散输入、保持寄存器等；TCP client 则没有固定的功能码和数据格式，可以根据具体需求自定义通信内容。

（4）适用场景不同：Modbus TCP 主要用于工业自动化控制系统中，用于实时数据交换；TCP client 可以用于各种通信场景，包括 Web 客户端、数据库客户端、文件传输等。

综上所述，Modbus TCP 是一种特定协议的 TCP client，用于在工业自动化领域实现设备之间的数据交换。TCP client 则是一个更通用的概念，可以与各种服务器进行通信，不受特定协议限制。

3、ModBusTCP协议的数据帧格式是怎样的？

大体如上图红色部分所描述，Modbus TCP 协议的数据帧格式如下：

（1）MBAP 头部（Modbus Application Protocol Header）：

Transaction Identifier（事务标识符）：2 字节，用于标识事务，通常是递增的序号。
Protocol Identifier（协议标识符）：2 字节，固定为0，表示 Modbus 协议。
Length（数据长度）：2 字节，表示 MBAP 后面数据的长度，包括单元标识符（Unit Identifier）和数据字段。
Unit Identifier（单元标识符）：1 字节，用于标识 Modbus 设备，通常为 1。
（2）PDU（Protocol Data Unit）：

Function Code（功能码）：1 字节，表示 Modbus 操作的类型，如读取保持寄存器、写入线圈等。
Data（数据）：根据功能码的不同，数据的格式和长度会有所变化。

数据帧的格式可以根据不同的功能码和操作类型而变化，例如：

（1）对于读取保持寄存器（Function Code 0x03）：

起始地址：2 字节，表示要读取的寄存器的起始地址。
寄存器数量：2 字节，表示要读取的寄存器的数量。
（2）对于写入单个保持寄存器（Function Code 0x06）：

寄存器地址：2 字节，表示要写入的寄存器的地址。
寄存器值：2 字节，表示要写入的寄存器的值。

总体来说，Modbus TCP 协议的数据帧格式是固定的，但是具体的数据内容和长度会根据功能码的不同而有所变化。详细的数据帧格式需要根据具体的功能码和操作类型来确定。

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