网编高级 day01

0. 大纲

协议：

1. modbus协议：modbus TCP、modbus RTU
2. html 网页：http协议
3. Webserver

工具：
Modbus Slave/Poll、Wireshark、postman

1. Modbus协议

1.1. Modbus起源

1. 1979年由Modicon公司开发，是一种工业现场总线协议标准
2. Modbus TCP（以太网）、Modbus RTU（串口）、Modbus ASCII（串口）
3. Modbus TCP是施耐德收购Modicon后1997年发布的

1.2. 分类

1. Modbus RTU
    运行在串口上的协议，采用二进制表现形式，紧凑的数据接口，通信效率最高，应用最广泛
2. Modbus ASCII
    运行在串口上的协议、采用ASCII进行传输，利用特殊字符作为字节开始和结束的标志，所以效率远远低于Modbus RTU协议，适用于数据量比较小的情况。
3. Modbus TCP
    运行在以太网的协议

1.3. Modbus TCP特点

1. 采用主从问答式通信模式。（所有Modbus协议）
2. Modbus TCP是应用层协议，基于传输层TCP协议实现
3. Modbus TCP端口号默认502

2. Modbus TCP协议格式

数据帧包含：报文头（7字节），功能码（1字节），数据内容
数据帧最大长度260字节

2.1. 报文头

1. 事务处理标识符： 2字节，理解为报文的序列号，主机发什么，从机回什么
2. 协议标识符： 2字节，默认为00 00（十六进制），表示Modbus TCP协议
3. 长度： 2字节，4位十六进制，表示接下来的字节长度，单位是字节，不包含本身
4. 单元标识符： 1字节，从机ID，1-247

2.2. 寄存器

分类：离散量输入，线圈寄存器，输入寄存器，保持寄存器

1. 位寄存器：
    每个寄存器占1位，但是最小单位是字节，所以一个寄存器占1字节，八个寄存器也占1字节，主要控制IO设备
    离散量输入：只读，0x02
    线圈寄存器：可读可写，0x01, 0x05, 0x0f
2. 字寄存器：
    每个寄存器固定占2字节，主要用于存储数据
    输入寄存器：只读，0x04
    保持寄存器：可读可写，0x03, 0x06, 0x10

2.3. 功能码

代码	中文名称	寄存器PLC地址	位/字操作
01	读线圈寄存器	0 000–0 9999	位操作
02	读离散输入寄存器	1 0001–1 9999	位操作
03	读保持寄存器	4 0001–4 9999	字操作
04	读输入寄存器	3 0001–3 9999	字操作
05	写单个线圈寄存器	0 0001–0 9999	位操作
06	写单个保持寄存器	4 0001–4 9999	字操作
0f(15)	写多个线圈寄存器	0 0001–0 9999	位操作
10(16)	写多个保持寄存器	4 0001–4 9999	字操作

开灯：05/0f
读温湿度：03/04

读数据：0x01, 0x02, 0x03, 0x04
 主机报文：报文头（7）+功能码（1）+起始地址（2）+数量（2）
 从机报文：报文头（7）+功能码（1）+字节计数（1）+数值（?）
写单个数据：0x05, 0x06
 主机报文：报文头（7）+功能码（1）+写入地址（2）+数值/断通标志（2）
写多个数据：0x0f, 0x10
 主机报文：报文头（7）+功能码（1）+起始地址（2）+写入数量（2）+字节计数（1）+写入内容（?）

练习
主机报文：0x02 25 00 00 00 06 01 03 00 63 00 02
 02250000000601：报文头
 03：功能码
 0063：起始地址0063->40100
 0002: 数量
从机报文：0x02 25 00 00 00 07 01 03 04 32 13 30 08
 02250000000601：报文头
 03：功能码
 04：字节计数
 3213：40100的数值
 3008：40101的数值

练习：读传感器数据，读一个40123、40124寄存器的数据
主机报文：0x02 25 00 00 00 06 01 03 00 7A 00 02
从机报文：0x02 25 00 00 00 07 01 03 04 AA BB CC DD

练习：控制IO设备，点亮一个灯（将一个线圈置一）
主机报文：0x 02 25 00 00 00 06 01 05 00 00 FF 00