Java实现ModbusTCP通信

2026年9月22日星期二·4208 字·21 分钟·
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工业自动化工业通信协议ModbusTCPSpringBoot
AI 摘要- DeepSeek

用Java实现使用ModbusTCP和硬件设备通信

Java实现ModbusTCP通信 - 封面图

资料#

官网资料

关于Java的开源库

  • Jamod:Java Modbus实现:Java Modbus库。该库由Dieter Wimberger实施。一个很早期的 Java Modbus 库,已经不再维护。
  • ModbusPal:ModbusPal是一个正在进行的Java项目,用于创建逼真的Modbus从站模拟器。由于预定义的数学函数和/或Python脚本,寄存器值是动态生成的。ModbusPal依赖于RxTx进行串行通信,而Jython则依赖于脚本支持。
  • Modbus4J:Serotonin Software用Java编写的Modbus协议的高性能且易于使用的实现。支持ASCII,RTU,TCP和UDP传输作为从站或主站,自动请求分区,响应数据类型解析和节点扫描。
  • JLibModbus:JLibModbus是java语言中Modbus协议的一种实现。jSSC和RXTX用于通过串行端口进行通信。该库是一个经过积极测试和改进的项目。

博客资料

Github资料

ModbusTCP协议#

Modbus由MODICON公司于1979年开发,是一种工业现场总线协议标准。1996年施耐德公司推出基于以太网TCP/IP的Modbus协议:ModbusTCP。

Modbus协议是一项应用层报文传输协议,包括ASCII、RTU、TCP三种报文类型。

标准的Modbus协议物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网接口,采用master/slave方式通信。

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个人感觉:

modbus协议也是对地址变量进行读取或者写入操作,变化的可能是地址变量的地址和数据类型。
这个功能码(指定要做什么,对4个不同modbus对象寄存器:是读啊,是写啊,还是对多个一起操作啊)

Modbus和RS485的关系:Modbus是协议,物理层接口有RS232、RS422、RS485和以太网接口几种

仿真软件#

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验证4个常用功能码,仿真软件上面有F=01,F=02,F=03和F=04来显示

  • 0x01:读线圈
  • 0x02:读离散量输入
  • 0x03:读保持寄存器
  • 0x04:读输入寄存器

对应的代码要写4个方法

我要写一个Master(主站),所以需要一个Slave(从站)

代码参数的理解

  • saveid:看资料”从站在modbus总线上可以有多个”,仿真软件就能模拟一个从站,就是ID=1,当然可以修改成ID=2
  • 功能码:4个功能码,对应写4个方法,,仿真软件上的F=1,或者F=2,3,4
  • addr:一开始看代码4个方法addr都是从0开始,是否重复?答案是:4个功能码表示4个区域或者设备,addr表示各自区域的地址编号。

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选择TCP模式,端口是固定的502

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地址类型#

1049945-20190509102921496-1268252412.png
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Slave Definition

1049945-20190509103419917-1287037858.png
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可以自由设置地址的开始地址是多少(默认0),设置有多少个数量(默认10个)。

功能码

操作:新建四个不同功能码的窗口,然后运行代码,修改仿真软件上的值。

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数据类型#

功能码01

1049945-20190509105852327-1374748093.png
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功能码02
1049945-20190509105748137-1190610095.png
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功能码03,选择Float类型
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signed:有符号
unsigned:无符号
hex:十六进制
binary:二进制

big-endian:大端,将高序字节存储在起始地址(高位编址)
little-endian:小端,将低序字节存储在起始地址(低位编址)

swap:交换

关于 大端和小端
modbus 一个地址是16位(2个字节),表示 float 类型的时候需要4个字节,也就是要2个16位地址,这就涉及到是哪个值在前面的问题了。
多数现代 CPU(如 x86、ARM)默认采用 小端 存储,即低字节在低地址;
Java 和 Modbus 协议默认使用 大端 表示字节顺序;
在实际 Modbus 应用中,多个寄存器组合表示浮点型数据时,不同厂商设备可能采用不同的字节顺序,需要通过文档或测试确认是否需要进行字节或寄存器“交换(swap)”。

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双击第一个地址输入数据,会提示输入数据的类型,32位数据占2个地址,所以下一个地址是--

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功能码04

1049945-20190509110127263-1360652794.png
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使用jlibmodbus#

特别有意思:常用的串口通信库都加进去了

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1049945-20190911200715954-150459158.png
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maven依赖#

xml
<dependency>
<groupId>com.intelligt.modbus</groupId>
<artifactId>jlibmodbus</artifactId>
<version>1.2.9.7</version>
</dependency>

1049945-20190911200734591-1510057184.png
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测试功能码04
1049945-20190911200831053-2119792671.png
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java
package com.tcb.jlibmodbus;
import java.net.InetAddress;
import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.Modbus;
import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.exception.ModbusIOException;
import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.exception.ModbusNumberException;
import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.exception.ModbusProtocolException;
import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.master.ModbusMaster;
import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.master.ModbusMasterFactory;
import com.intelligt.modbus.jlibmodbus.tcp.TcpParameters;
/**
* Hello world!
*
*/
public class App {
public static void main(String[] args) {
try {
// 设置主机TCP参数
TcpParameters tcpParameters = new TcpParameters();
// 设置TCP的ip地址
InetAddress adress = InetAddress.getByName("127.0.0.1");
// TCP参数设置ip地址
// tcpParameters.setHost(InetAddress.getLocalHost());
tcpParameters.setHost(adress);
// TCP设置长连接
tcpParameters.setKeepAlive(true);
// TCP设置端口,这里设置是默认端口502
tcpParameters.setPort(Modbus.TCP_PORT);
// 创建一个主机
ModbusMaster master = ModbusMasterFactory.createModbusMasterTCP(tcpParameters);
Modbus.setAutoIncrementTransactionId(true);
int slaveId = 1;//从机地址
int offset = 0;//寄存器读取开始地址
int quantity = 10;//读取的寄存器数量
try {
if (!master.isConnected()) {
master.connect();// 开启连接
}
// 读取对应从机的数据,readInputRegisters读取的写寄存器,功能码04
int[] registerValues = master.readInputRegisters(slaveId, offset, quantity);
// 控制台输出
for (int value : registerValues) {
System.out.println("Address: " + offset++ + ", Value: " + value);
}
} catch (ModbusProtocolException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ModbusNumberException e) {
e.printStackTrace();
} catch (ModbusIOException e) {
e.printStackTrace();
} finally {
try {
master.disconnect();
} catch (ModbusIOException e) {
e.printStackTrace();
}
}
} catch (RuntimeException e) {
throw e;
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

打印到控制台的信息

yaml
Address: 0, Value: 88
Address: 1, Value: 66
Address: 2, Value: 8
Address: 3, Value: 6
Address: 4, Value: 32727
Address: 5, Value: 32808
Address: 6, Value: 0
Address: 7, Value: 3
Address: 8, Value: 2
Address: 9, Value: 1

使用modbus4j#

maven依赖#

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1049945-20190509110831815-744002584.png
pom.xml

xml
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
<modelVersion>4.0.0</modelVersion>
<groupId>com.tcb</groupId>
<artifactId>modbus</artifactId>
<version>0.0.1-SNAPSHOT</version>
<packaging>jar</packaging>
<name>modbus</name>
<url>http://maven.apache.org</url>
<properties>
<project.build.sourceEncoding>UTF-8</project.build.sourceEncoding>
</properties>
<!-- 若想引用modbus4j需要引入下列repository id:ias-snapshots id:ias-releases 两个 ,使用默认仓库下载,不要使用阿里云仓库-->
<repositories>
<repository>
<releases>
<enabled>false</enabled>
</releases>
<snapshots>
<enabled>true</enabled>
</snapshots>
<id>ias-snapshots</id>
<name>Infinite Automation Snapshot Repository</name>
<url>https://maven.mangoautomation.net/repository/ias-snapshot/</url>
</repository>
<repository>
<releases>
<enabled>true</enabled>
</releases>
<snapshots>
<enabled>false</enabled>
</snapshots>
<id>ias-releases</id>
<name>Infinite Automation Release Repository</name>
<url>https://maven.mangoautomation.net/repository/ias-release/</url>
</repository>
</repositories>
<dependencies>
<dependency>
<groupId>junit</groupId>
<artifactId>junit</artifactId>
<version>4.13-beta-3</version>
<scope>test</scope>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.infiniteautomation</groupId>
<artifactId>modbus4j</artifactId>
<version>3.0.3</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.apache.commons</groupId>
<artifactId>commons-lang3</artifactId>
<version>3.9</version>
</dependency>
</dependencies>
</project>

Java实现modbus协议通讯#

原文链接:http://www.leftso.com/blog/83.html
核心依赖:

  • modbus4j.jar
  • commons-lang3-3.0.jar

Modbus4jUtils类

java
package com.tcb.modbus;
import com.serotonin.modbus4j.BatchRead;
import com.serotonin.modbus4j.BatchResults;
import com.serotonin.modbus4j.ModbusFactory;
import com.serotonin.modbus4j.ModbusMaster;
import com.serotonin.modbus4j.code.DataType;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ErrorResponseException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusInitException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusTransportException;
import com.serotonin.modbus4j.ip.IpParameters;
import com.serotonin.modbus4j.locator.BaseLocator;
/**
* modbus通讯工具类,采用modbus4j实现
*
* @author lxq
* @dependencies modbus4j-3.0.3.jar
* @website https://github.com/infiniteautomation/modbus4j
*/
public class Modbus4jUtils {
/**
* 工厂。
*/
static ModbusFactory modbusFactory;
static {
if (modbusFactory == null) {
modbusFactory = new ModbusFactory();
}
}
/**
* 获取master
*
* @return
* @throws ModbusInitException
*/
public static ModbusMaster getMaster() throws ModbusInitException {
IpParameters params = new IpParameters();
params.setHost("localhost");
params.setPort(502);
//
// modbusFactory.createRtuMaster(params); //RTU 协议
// modbusFactory.createUdpMaster(params);//UDP 协议
// modbusFactory.createAsciiMaster(params);//ASCII 协议
// 采用 Modbus RTU over TCP/IP,第二个参数为 true,即 modbusFactory.createTcpMaster(params, true)
ModbusMaster master = modbusFactory.createTcpMaster(params, false);// TCP 协议
master.init();
return master;
}
/**
* 读取[01 Coil Status 0x]类型 开关数据
*
* @param slaveId
* slaveId
* @param offset
* 位置
* @return 读取值
* @throws ModbusTransportException
* 异常
* @throws ErrorResponseException
* 异常
* @throws ModbusInitException
* 异常
*/
public static Boolean readCoilStatus(int slaveId, int offset)
throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
// 01 Coil Status
BaseLocator<Boolean> loc = BaseLocator.coilStatus(slaveId, offset);
Boolean value = getMaster().getValue(loc);
return value;
}
/**
* 读取[02 Input Status 1x]类型 开关数据
*
* @param slaveId
* @param offset
* @return
* @throws ModbusTransportException
* @throws ErrorResponseException
* @throws ModbusInitException
*/
public static Boolean readInputStatus(int slaveId, int offset)
throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
// 02 Input Status
BaseLocator<Boolean> loc = BaseLocator.inputStatus(slaveId, offset);
Boolean value = getMaster().getValue(loc);
return value;
}
/**
* 读取[03 Holding Register类型 2x]模拟量数据
*
* @param slaveId
* slave Id
* @param offset
* 位置
* @param dataType
* 数据类型,来自com.serotonin.modbus4j.code.DataType
* @return
* @throws ModbusTransportException
* 异常
* @throws ErrorResponseException
* 异常
* @throws ModbusInitException
* 异常
*/
public static Number readHoldingRegister(int slaveId, int offset, int dataType)
throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
// 03 Holding Register类型数据读取
BaseLocator<Number> loc = BaseLocator.holdingRegister(slaveId, offset, dataType);
Number value = getMaster().getValue(loc);
return value;
}
/**
* 读取[04 Input Registers 3x]类型 模拟量数据
*
* @param slaveId
* slaveId
* @param offset
* 位置
* @param dataType
* 数据类型,来自com.serotonin.modbus4j.code.DataType
* @return 返回结果
* @throws ModbusTransportException
* 异常
* @throws ErrorResponseException
* 异常
* @throws ModbusInitException
* 异常
*/
public static Number readInputRegisters(int slaveId, int offset, int dataType)
throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
// 04 Input Registers类型数据读取
BaseLocator<Number> loc = BaseLocator.inputRegister(slaveId, offset, dataType);
Number value = getMaster().getValue(loc);
return value;
}
/**
* 批量读取使用方法
*
* @throws ModbusTransportException
* @throws ErrorResponseException
* @throws ModbusInitException
*/
public static void batchRead() throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
BatchRead<Integer> batch = new BatchRead<Integer>();
batch.addLocator(0, BaseLocator.holdingRegister(1, 1, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT));
batch.addLocator(1, BaseLocator.inputStatus(1, 0));
ModbusMaster master = getMaster();
batch.setContiguousRequests(false);
BatchResults<Integer> results = master.send(batch);
System.out.println(results.getValue(0));
System.out.println(results.getValue(1));
}
/**
* 测试
*
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
try {
// 01测试
Boolean v011 = readCoilStatus(1, 0);
Boolean v012 = readCoilStatus(1, 1);
Boolean v013 = readCoilStatus(1, 6);
System.out.println("v011:" + v011);
System.out.println("v012:" + v012);
System.out.println("v013:" + v013);
// 02测试
Boolean v021 = readInputStatus(1, 0);
Boolean v022 = readInputStatus(1, 1);
Boolean v023 = readInputStatus(1, 2);
System.out.println("v021:" + v021);
System.out.println("v022:" + v022);
System.out.println("v023:" + v023);
// 03测试
Number v031 = readHoldingRegister(1, 1, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);// 注意,float
Number v032 = readHoldingRegister(1, 3, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);// 同上
System.out.println("v031:" + v031);
System.out.println("v032:" + v032);
// 04测试
Number v041 = readInputRegisters(1, 0, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);//
Number v042 = readInputRegisters(1, 2, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);//
System.out.println("v041:" + v041);
System.out.println("v042:" + v042);
// 批量读取
batchRead();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

代码理解

1049945-20190509113009230-1493035333.png
1049945-20190509113009230-1493035333.png

1049945-20190509123230842-842160446.png
1049945-20190509123230842-842160446.png
slave配置

操作:新建四个不同功能码的窗口,然后运行代码,修改仿真软件上的值。

1049945-20190509123624461-254979094.png
1049945-20190509123624461-254979094.png
输出信息

java
v011:true
v012:false
v013:true
v021:true
v022:false
v023:true
v031:7.5
v032:10.5
v041:1.5
v042:3.0
7.5
true

Java通过modbus4j对数据的写入#

原文链接:http://www.leftso.com/blog/83.html

类Modbus4jWriteUtils.java

java
package com.tcb.modbus;
import org.apache.commons.logging.Log;
import org.apache.commons.logging.LogFactory;
import com.serotonin.modbus4j.ModbusFactory;
import com.serotonin.modbus4j.ModbusMaster;
import com.serotonin.modbus4j.code.DataType;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ErrorResponseException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusInitException;
import com.serotonin.modbus4j.exception.ModbusTransportException;
import com.serotonin.modbus4j.ip.IpParameters;
import com.serotonin.modbus4j.locator.BaseLocator;
import com.serotonin.modbus4j.msg.ModbusResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteCoilRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteCoilResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteCoilsRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteCoilsResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteRegisterRequest;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteRegisterResponse;
import com.serotonin.modbus4j.msg.WriteRegistersRequest;
/**
* modbus4j写入数据
*
* @author xq
*
*/
public class Modbus4jWriteUtils {
static Log log = LogFactory.getLog(Modbus4jWriteUtils.class);
/**
* 工厂。
*/
static ModbusFactory modbusFactory;
static {
if (modbusFactory == null) {
modbusFactory = new ModbusFactory();
}
}
/**
* 获取tcpMaster
*
* @return
* @throws ModbusInitException
*/
public static ModbusMaster getMaster() throws ModbusInitException {
IpParameters params = new IpParameters();
params.setHost("localhost");
params.setPort(502);
ModbusMaster tcpMaster = modbusFactory.createTcpMaster(params, false);
tcpMaster.init();
return tcpMaster;
}
/**
* 写 [01 Coil Status(0x)]写一个 function ID = 5
*
* @param slaveId
* slave的ID
* @param writeOffset
* 位置
* @param writeValue
* 值
* @return 是否写入成功
* @throws ModbusTransportException
* @throws ModbusInitException
*/
public static boolean writeCoil(int slaveId, int writeOffset, boolean writeValue)
throws ModbusTransportException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 创建请求
WriteCoilRequest request = new WriteCoilRequest(slaveId, writeOffset, writeValue);
// 发送请求并获取响应对象
WriteCoilResponse response = (WriteCoilResponse) tcpMaster.send(request);
if (response.isException()) {
return false;
} else {
return true;
}
}
/**
* 写[01 Coil Status(0x)] 写多个 function ID = 15
*
* @param slaveId
* slaveId
* @param startOffset
* 开始位置
* @param bdata
* 写入的数据
* @return 是否写入成功
* @throws ModbusTransportException
* @throws ModbusInitException
*/
public static boolean writeCoils(int slaveId, int startOffset, boolean[] bdata)
throws ModbusTransportException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 创建请求
WriteCoilsRequest request = new WriteCoilsRequest(slaveId, startOffset, bdata);
// 发送请求并获取响应对象
WriteCoilsResponse response = (WriteCoilsResponse) tcpMaster.send(request);
if (response.isException()) {
return false;
} else {
return true;
}
}
/***
* 写[03 Holding Register(4x)] 写一个 function ID = 6
*
* @param slaveId
* @param writeOffset
* @param writeValue
* @return
* @throws ModbusTransportException
* @throws ModbusInitException
*/
public static boolean writeRegister(int slaveId, int writeOffset, short writeValue)
throws ModbusTransportException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 创建请求对象
WriteRegisterRequest request = new WriteRegisterRequest(slaveId, writeOffset, writeValue);
WriteRegisterResponse response = (WriteRegisterResponse) tcpMaster.send(request);
if (response.isException()) {
log.error(response.getExceptionMessage());
return false;
} else {
return true;
}
}
/**
*
* 写入[03 Holding Register(4x)]写多个 function ID=16
*
* @param slaveId
* modbus的slaveID
* @param startOffset
* 起始位置偏移量值
* @param sdata
* 写入的数据
* @return 返回是否写入成功
* @throws ModbusTransportException
* @throws ModbusInitException
*/
public static boolean writeRegisters(int slaveId, int startOffset, short[] sdata)
throws ModbusTransportException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 创建请求对象
WriteRegistersRequest request = new WriteRegistersRequest(slaveId, startOffset, sdata);
// 发送请求并获取响应对象
ModbusResponse response = tcpMaster.send(request);
if (response.isException()) {
log.error(response.getExceptionMessage());
return false;
} else {
return true;
}
}
/**
* 写入数字类型的模拟量(如:写入Float类型的模拟量、Double类型模拟量、整数类型Short、Integer、Long)
*
* @param slaveId
* @param offset
* @param value
* 写入值,Number的子类,例如写入Float浮点类型,Double双精度类型,以及整型short,int,long
* @param registerCount
* ,com.serotonin.modbus4j.code.DataType
* @throws ModbusTransportException
* @throws ErrorResponseException
* @throws ModbusInitException
*/
public static void writeHoldingRegister(int slaveId, int offset, Number value, int dataType)
throws ModbusTransportException, ErrorResponseException, ModbusInitException {
// 获取master
ModbusMaster tcpMaster = getMaster();
// 类型
BaseLocator<Number> locator = BaseLocator.holdingRegister(slaveId, offset, dataType);
tcpMaster.setValue(locator, value);
}
public static void main(String[] args) {
try {
//@formatter:off
// 测试01
// boolean t01 = writeCoil(1, 0, true);
// System.out.println("T01:" + t01);
// 测试02
// boolean t02 = writeCoils(1, 0, new boolean[] { true, false, true });
// System.out.println("T02:" + t02);
// 测试03
// short v = -3;
// boolean t03 = writeRegister(1, 0, v);
// System.out.println("T03:" + t03);
// 测试04
// boolean t04 = writeRegisters(1, 0, new short[] { -3, 3, 9 });
// System.out.println("t04:" + t04);
//写模拟量
writeHoldingRegister(1,0, 10.1f, DataType.FOUR_BYTE_FLOAT);
//@formatter:on
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

代码理解

1049945-20190509124853547-1709993773.png
1049945-20190509124853547-1709993773.png

使用modbus-master-tcp#

原文链接:http://www.leftso.com/blog/310.html
源码地址:https://github.com/digitalpetri/modbus
modbus tcp通讯Java的方案之前已经讲解过一种,modbus4j实现Java语言的modbus tcp协议通讯。从上一个方案中我们不难发现modbus4j的通讯实现方式是同步的。
实际应用中可能会读取大量的数据。同步处理对于应用的响应还是不太友好的。
本博客主要讲解另外一种Java语言的modbux tcp通讯方案。那就是modbus-master-tcp。

maven依赖#

pom.xml注意,需要将java的编译版本指定到1.8.因为只有1.8以后才支持lambda表达式。

xml
<dependency>
<groupId>com.digitalpetri.modbus</groupId>
<artifactId>modbus-master-tcp</artifactId>
<version>1.1.0</version>
</dependency>

观察可以发现,modbus-master-tcp项目的底层是基于netty框架开发。天然的支持异步处理。在性能方面有很好的提升。

1049945-20190509131508373-1734843545.png
1049945-20190509131508373-1734843545.png

编写modbus tcp读取案例#

类SimpleMasterExample

java
package com.ioufev;
import java.util.concurrent.CompletableFuture;
import java.util.concurrent.ExecutionException;
import com.digitalpetri.modbus.codec.Modbus;
import com.digitalpetri.modbus.master.ModbusTcpMaster;
import com.digitalpetri.modbus.master.ModbusTcpMasterConfig;
import com.digitalpetri.modbus.requests.ReadCoilsRequest;
import com.digitalpetri.modbus.requests.ReadDiscreteInputsRequest;
import com.digitalpetri.modbus.requests.ReadHoldingRegistersRequest;
import com.digitalpetri.modbus.requests.ReadInputRegistersRequest;
import com.digitalpetri.modbus.responses.ReadCoilsResponse;
import com.digitalpetri.modbus.responses.ReadDiscreteInputsResponse;
import com.digitalpetri.modbus.responses.ReadHoldingRegistersResponse;
import com.digitalpetri.modbus.responses.ReadInputRegistersResponse;
import io.netty.buffer.ByteBuf;
import io.netty.util.ReferenceCountUtil;
/***
* modbus TCP协议Java通讯读取例子
*
*
*/
public class ModbusMasterTCPDemo {
static ModbusTcpMaster master;
/**
* 获取TCP协议的Master
*
* @return
*/
public static void initModbusTcpMaster() {
if (master == null) {
// 创建配置
ModbusTcpMasterConfig config = new ModbusTcpMasterConfig.Builder("localhost").setPort(502).build();
master = new ModbusTcpMaster(config);
}
}
/***
* 释放资源
*/
public static void release() {
if (master != null) {
master.disconnect();
}
Modbus.releaseSharedResources();
}
/**
* 读取Coils开关量
*
* @param address
* 寄存器开始地址
* @param quantity
* 数量
* @param unitId
* ID
* @return 读取值
* @throws InterruptedException
* 异常
* @throws ExecutionException
* 异常
*/
public static Boolean readCoils(int address, int quantity, int unitId)
throws InterruptedException, ExecutionException {
Boolean result = null;
CompletableFuture<ReadCoilsResponse> future = master.sendRequest(new ReadCoilsRequest(address, quantity),
unitId);
ReadCoilsResponse readCoilsResponse = future.get();// 工具类做的同步返回.实际使用推荐结合业务进行异步处理
if (readCoilsResponse != null) {
ByteBuf buf = readCoilsResponse.getCoilStatus();
result = buf.readBoolean();
ReferenceCountUtil.release(readCoilsResponse);
}
return result;
}
/**
* 读取readDiscreteInputs开关量
*
* @param address
* 寄存器开始地址
* @param quantity
* 数量
* @param unitId
* ID
* @return 读取值
* @throws InterruptedException
* 异常
* @throws ExecutionException
* 异常
*/
public static Boolean readDiscreteInputs(int address, int quantity, int unitId)
throws InterruptedException, ExecutionException {
Boolean result = null;
CompletableFuture<ReadDiscreteInputsResponse> future = master
.sendRequest(new ReadDiscreteInputsRequest(address, quantity), unitId);
ReadDiscreteInputsResponse discreteInputsResponse = future.get();// 工具类做的同步返回.实际使用推荐结合业务进行异步处理
if (discreteInputsResponse != null) {
ByteBuf buf = discreteInputsResponse.getInputStatus();
result = buf.readBoolean();
ReferenceCountUtil.release(discreteInputsResponse);
}
return result;
}
/**
* 读取HoldingRegister数据
*
* @param address
* 寄存器地址
* @param quantity
* 寄存器数量
* @param unitId
* id
* @return 读取结果
* @throws InterruptedException
* 异常
* @throws ExecutionException
* 异常
*/
public static Number readHoldingRegisters(int address, int quantity, int unitId)
throws InterruptedException, ExecutionException {
Number result = null;
CompletableFuture<ReadHoldingRegistersResponse> future = master
.sendRequest(new ReadHoldingRegistersRequest(address, quantity), unitId);
ReadHoldingRegistersResponse readHoldingRegistersResponse = future.get();// 工具类做的同步返回.实际使用推荐结合业务进行异步处理
if (readHoldingRegistersResponse != null) {
ByteBuf buf = readHoldingRegistersResponse.getRegisters();
result = buf.readFloat();
ReferenceCountUtil.release(readHoldingRegistersResponse);
}
return result;
}
/**
* 读取InputRegisters模拟量数据
*
* @param address
* 寄存器开始地址
* @param quantity
* 数量
* @param unitId
* ID
* @return 读取值
* @throws InterruptedException
* 异常
* @throws ExecutionException
* 异常
*/
public static Number readInputRegisters(int address, int quantity, int unitId)
throws InterruptedException, ExecutionException {
Number result = null;
CompletableFuture<ReadInputRegistersResponse> future = master
.sendRequest(new ReadInputRegistersRequest(address, quantity), unitId);
ReadInputRegistersResponse readInputRegistersResponse = future.get();// 工具类做的同步返回.实际使用推荐结合业务进行异步处理
if (readInputRegistersResponse != null) {
ByteBuf buf = readInputRegistersResponse.getRegisters();
result = buf.readDouble();
ReferenceCountUtil.release(readInputRegistersResponse);
}
return result;
}
public static void main(String[] args) {
try {
// 初始化资源
initModbusTcpMaster();
// 执行操作
// 读取开关量
System.out.println(readCoils(0, 1, 1));
System.out.println(readDiscreteInputs(0, 1, 1));
System.out.println(readDiscreteInputs(1, 1, 1));
// 读取模拟量
System.out.println(readHoldingRegisters(0, 2, 1));
System.out.println(readHoldingRegisters(2, 2, 1));
System.out.println(readHoldingRegisters(4, 2, 1));
System.out.println(readInputRegisters(2, 4, 1));
System.out.println(readInputRegisters(6, 4, 1));
// 释放资源
release();
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}

编写modbus tcp写入案例#

0x06 Write Single Register

功能码06 写入单个寄存器

类WriteSingleRegisterRequest

C++
// 发送单个寄存器数据,一般是无符号16位值:比如10
master.sendRequest(new WriteSingleRegisterRequest(address, value), unitId);

0x10 Write Multiple Registers

功能码10 写入多个寄存器

写入多个寄存器

类WriteMultipleRegistersRequest

java
// float类型转字节数组
byte[] bytes = float2bytes(values);
// 转netty需要的字节类型
ByteBuf byteBuf = Unpooled.wrappedBuffer(bytes);
// 写多个寄存器数据,数据类型由quantity(modbus地址的数量)决定,1个modbus地址是16位即2字节,float类型占4个字节即2个数量的modbus地址,double类型占8个字节即4个数量的modbus地址
master.sendRequest(new WriteMultipleRegistersRequest(address,quantity,byteBuf), unitId);

代码理解

1049945-20200610233053435-1109889729.png
1049945-20200610233053435-1109889729.png
slave:和上面的一样
1049945-20200610231455196-996141859.png
1049945-20200610231455196-996141859.png
输出信息

java
true
false
false
10.1
-5.6
9.2
6.00002
-90.122222

评价感受#

  • jlibmodbus:集成多个串口通信开源库,有意思
  • modbus4j:很有名
  • modbus-master-tcp:底层netty,支持异步
Java实现ModbusTCP通信
https://blog.fileoz.com/posts/javamodbustcp/
作者
MIAOWU
发布于
2026-09-22
许可协议
CC BY-NC-SA 4.0

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    更新日期: 2026 年 7 月 15 日
    生效日期: 2026 年 7 月 15 日

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