基於WebSocket的modbus通訊（一）- 伺服器

ggtc發表於2024-05-31

ModbusTcp協議是基於tcp的，但不是說一定要透過tcp協議才能傳輸，只要能傳輸二進位制的地方都可以。比如WebSocket協議。
但由於目前我只有tcp上面的modbus伺服器實現,所以我必須先用tcp連線藉助已有工具來驗證我的伺服器是否寫正確。

效果

ModBusTCP協議報文

ModBusTCP協議報文比較複雜，主要是區分了3組型別

請求和響應
讀和寫
多個資料和單個資料

理論上將報文格式的種類從1種變成了8種。
但是在響應讀資料時，沒有區分資料量，而是到請求中去查詢，聽說是為了減少傳輸量。因此實際格式種類是3組6種。

請求讀資料包文

	事務識別符號	協議識別符號	報文長度	單元識別符號	功能碼	起始地址	讀取數量
欄位長度	2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte
資料型別	ushort	ushort	ushort	byte	byte	ushort	ushort
	自增	一般為0	6,從單元識別符號開始算	一般為0	連結

響應讀資料包文

事務識別符號協議識別符號報文長度單元識別符號功能碼資料位元組數資料

2 byte 2 byte 2 byte 1 byte 1 byte 1 byte n byte

值得注意的是,響應報文中沒有包含請求的資料數量，只能從請求中獲得。比如是7個線圈還是8個線圈是看不出來的。
這其實就限制了程式結構，應該在同一個上下文中宣告請求和響應變數。
請求寫單個資料包文

事務識別符號協議識別符號報文長度單元識別符號功能碼起始地址資料

2 byte 2 byte 2 byte 1 byte 1 byte 2 byte 2 byte
~~響應寫單個資料包文~~(不需要響應)

事務識別符號協議識別符號報文長度單元識別符號功能碼起始地址資料

2 byte 2 byte 2 byte 1 byte 1 byte 2 byte 2 byte

請求寫單個資料的響應實際上是原樣返回請求。
寫1位線圈和寫16位暫存器都傳輸了2個位元組，這很奇怪。
原來是ModBusTCP定義寫單個線圈用0xff00表示1，0x0000表示0。
請求寫多個資料包文

事務識別符號協議識別符號報文長度單元識別符號功能碼起始地址數量位元組數資料

2 byte 2 byte 2 byte 1 byte 1 byte 2 byte 2 byte 1 byte n byte

請求寫多個資料時，如果是線圈，現在又變成了一位代表一個資料，而不是原來的2位元組代表單個資料
還需要注意的是modbus採用大端傳輸，意味著一個位元組中如果寫了四個線圈，要從右向左數。
~~響應寫多個資料包文~~(不需要響應)

事務識別符號協議識別符號報文長度單元識別符號功能碼起始地址數量

2 byte 2 byte 2 byte 1 byte 1 byte 2 byte 2 byte

事務識別符號	協議識別符號	報文長度	單元識別符號	功能碼	資料位元組數	資料
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	1 byte	n byte

事務識別符號	協議識別符號	報文長度	單元識別符號	功能碼	起始地址	資料
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte

事務識別符號	協議識別符號	報文長度	單元識別符號	功能碼	起始地址	資料
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte

事務識別符號	協議識別符號	報文長度	單元識別符號	功能碼	起始地址	數量	位元組數	資料
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte	1 byte	n byte

事務識別符號	協議識別符號	報文長度	單元識別符號	功能碼	起始地址	數量
2 byte	2 byte	2 byte	1 byte	1 byte	2 byte	2 byte

報文類定義

從功能碼欄位往後，欄位不確定，所以統一用Data表示。
在各個響應方法里根據不同功能碼對資料進行處理。

//WebModbus.cs

// Modbus報文
public class ADUMessage
{
    // 事務識別符號
    public ushort Transaction { get; set; }
    // 協議識別符號
    public ushort Protocol { get; set; }
    // 報文長度
    public ushort Length { get; set; }
    // 單元識別符號
    public byte Unit { get; set; }
    // 功能碼
    public byte FunctionCode { get; set; }
    // 資料
    public byte[] Data { get; set; }

    public static ADUMessage Deserialize(byte[] buffer){}

    public static byte[] Serialze(ADUMessage message){}
}

資料模型

modbusTCP協議規定了伺服器實現線圈、暫存器2種資料模型，每種又分為只讀、可讀可寫。於是伺服器一共要提供4個儲存棧。
因為報文起始地址欄位有2個位元組，所以定址範圍是0-65535

棧地址	線圈棧	離散量輸入棧	只讀暫存器棧	讀寫暫存器棧
65535	0	0	0xFF C1	0x00 00
65534	0	1	0x00 00	0x00 00
...	1	0	0x00 00	0x00 00
1	0	0	0x00 00	0x08 00
0	0	0	0x00 00	0x00 1A

其中線圈棧和離散量輸入棧是bool型別的，實際實現的時候可以是數字0、1，也可以是布林true,false，還可以是字串"on","off"
如何儲存，儲存的資料型別是什麼？這不重要。重要的是傳輸的時候採用規定格式就行。

傳輸格式
- 採用第3種報文寫單線圈時，如果要傳輸true，要使用0xFF 00。傳輸false，要使用0x00 00
- 其它時候都用一個bit位表示true和false
  比如線圈棧，從地址0開始讀9個資料。就是小端位元組序0x0f 00。
  
  0 1 2 3 4 5 6 7 8 ...
  
  1 1 1 1 0 0 0 0 0 0
  
  當然，要從請求報文中知道擷取取響應資料的哪幾位。
模型類定義

0	1	2	3	4	5	6	7	8	...
1	1	1	1	0	0	0	0	0	0

//WebModbus.cs

// 資料倉儲,144KB
public class DataStore
{
    // 讀寫16位暫存器，64KB
    public ushort[] HoldingRegisters;
    // 只讀16位暫存器，64KB
    public ushort[] InputRegisters;
    // 讀寫1位線圈，8KB
    public bool[] CoilDiscretes;
    // 只讀1位線圈，8KB
    public bool[] CoilInputs;

    public DataStore()
    {
        HoldingRegisters = new ushort[65536];
        InputRegisters = new ushort[65536];
        CoilDiscretes = new bool[65536];
        CoilInputs = new bool[65536];
    }

    // 讀 讀寫16位暫存器
    public ushort[] ReadHoldingRegisters(ushort startIndex, ushort length){}
    // 讀 只讀16位暫存器
    public ushort[] ReadInputRegisters(ushort startIndex, ushort length){}
    // 讀 讀寫1位線圈
    public bool[] ReadCoilDiscretes(ushort startIndex, ushort length){}
    // 讀 只讀1位線圈
    public bool[] ReadCoilInputs(ushort startIndex, ushort length){}
    // 寫 讀寫16位暫存器
    public void WriteHoldingRegisters(ushort startIndex, ushort[] data){}
    //寫 讀寫1位線圈
    public void WriteCoilDiscretes(ushort startIndex, bool[] data){}
}

功能碼

功能碼主要用來操作這4個棧,因為棧分讀寫和只讀，寫入還分為多個資料和單個資料。所以主要有8種功能碼

0x01 讀線圈棧
0x02 讀離散量輸入棧
0x03 讀只讀暫存器棧
0x04 讀讀寫暫存器棧
0x05 寫一個資料到線圈棧
0x06 寫一個資料到讀寫暫存器棧
0x0F 寫多個資料到線圈棧
0x10 寫多個資料到讀寫暫存器棧
當然還有其它的，但不影響主要功能，這裡就不說明了

相應的

第1、2種報文使用01、02、03、04功能碼
第3、4種報文使用05、06功能碼
第5、6種報文使用0F、10功能碼

位元組序大小端

位元組序這個東西還是當初上作業系統課時老師講過，以後再沒接觸。不過要自己處理位元組流時又面臨這個問題了。
modbusTcp主要採用大端位元組序方式傳輸資料。
為什麼說主要呢，因為唯獨線圈資料是採用小端的方式傳輸的，其它資料都是大端傳輸。這要特別注意。

C#實現時可以使用BinaryReader和BinaryWriter來處理接收到的和要傳輸的位元組流。
但這兩個類預設都是按照小端位元組序來處理資料。比如reader.ReadUInt16(),如果我們傳的位元組流是0x00 01,它會以為是ushort 256，而不是ushort 1。
所以需要我們過載override這個方法，翻轉位元組陣列，按照大端方式讀取。

//BigEndianBinaryReader.cs

public override short ReadInt16()
{
    var data = base.ReadBytes(2);
    Array.Reverse(data);
    return BitConverter.ToInt16(data, 0);
}

伺服器處理流程

modbus伺服器要做的就是

接收訊息，反序列化為訊息物件
然後判斷怎麼響應
讀取資料棧，構造訊息
序列化後響應
核心方法

//WebModbus.cs

public ADUMessage HandleRequest(byte[] buffer)
{
    ADUMessage request = ADUMessage.Deserialize(buffer);
    switch (request.FunctionCode)
    {
        //讀 讀寫線圈
        case 0x01:
            return Response_01(request);
        //讀 只讀線圈
        case 0x02:
            return Response_02(request);
        //讀 讀寫暫存器
        case 0x03:
            return Response_03(request);
        //讀 只讀暫存器
        case 0x04:
            return Response_04(request);
        //寫 讀寫一個線圈
        case 0x05:
            return Response_05(request);
        //寫 讀寫一個暫存器
        case 0x06:
            return Response_06(request);
        //寫 讀寫多個線圈
        case 0x0f:
            return Response_0f(request);
        //寫 讀寫多個暫存器
        case 0x10:
            return Response_10(request);
        default:
            return Response_01(request);
    }
}

完整程式碼

程式所需命令列引數的一種方式是在專案檔案種指定，這在除錯時比較方便

<PropertyGroup>
	<StartArguments>5234</StartArguments>
</PropertyGroup>

WebModbus.cs

/// <summary>
/// 資料倉儲,144KB
/// </summary>
public class DataStore
{
    /// <summary>
    /// 讀寫16位暫存器，64KB
    /// </summary>
    public ushort[] HoldingRegisters;
    /// <summary>
    /// 只讀16位暫存器，64KB
    /// </summary>
    public ushort[] InputRegisters;
    /// <summary>
    /// 讀寫1位線圈，8KB
    /// </summary>
    public bool[] CoilDiscretes;
    /// <summary>
    /// 只讀1位線圈，8KB
    /// </summary>
    public bool[] CoilInputs;

    public DataStore()
    {
        HoldingRegisters = new ushort[65536];
        InputRegisters = new ushort[65536];
        CoilDiscretes = new bool[65536];
        CoilInputs = new bool[65536];
    }



    /// <summary>
    /// 讀 讀寫16位暫存器
    /// </summary>
    /// <param name="startIndex"></param>
    /// <param name="length"></param>
    /// <returns></returns>
    public ushort[] ReadHoldingRegisters(ushort startIndex, ushort length)
    {
        return HoldingRegisters.Take(new Range(new Index(startIndex), new Index(startIndex + length))).ToArray();
    }
    /// <summary>
    /// 讀 只讀16位暫存器
    /// </summary>
    /// <param name="startIndex"></param>
    /// <param name="length"></param>
    /// <returns></returns>
    public ushort[] ReadInputRegisters(ushort startIndex, ushort length)
    {
        return InputRegisters.Take(new Range(new Index(startIndex), new Index(startIndex + length))).ToArray();
    }
    /// <summary>
    /// 讀 讀寫1位線圈
    /// </summary>
    /// <param name="startIndex"></param>
    /// <param name="length"></param>
    /// <returns></returns>
    public bool[] ReadCoilDiscretes(ushort startIndex, ushort length)
    {
        return CoilDiscretes.Take(new Range(new Index(startIndex), new Index(startIndex + length))).ToArray();
    }
    /// <summary>
    /// 讀 只讀1位線圈
    /// </summary>
    /// <param name="startIndex"></param>
    /// <param name="length"></param>
    /// <returns></returns>
    public bool[] ReadCoilInputs(ushort startIndex, ushort length)
    {
        return CoilInputs.Take(new Range(new Index(startIndex), new Index(startIndex + length))).ToArray();
    }
    /// <summary>
    /// 寫 讀寫16位暫存器
    /// </summary>
    /// <param name="startIndex"></param>
    /// <param name="data"></param>
    public void WriteHoldingRegisters(ushort startIndex, ushort[] data)
    {
        for (int i = 0; i < data.Length; i++)
        {
            if (startIndex+i < 65536)
            {
                HoldingRegisters[startIndex + i] = data[i];
            }
        }
    }
    /// <summary>
    /// 寫 讀寫1位線圈
    /// </summary>
    /// <param name="startIndex"></param>
    /// <param name="data"></param>
    public void WriteCoilDiscretes(ushort startIndex, bool[] data)
    {
        for (int i = 0; i < data.Length; i++)
        {
            if (startIndex + i < 65536)
            {
                CoilDiscretes[startIndex + i] = data[i];
            }
        }
    }
}

/// <summary>
/// Modbus報文
/// </summary>
public class ADUMessage
{
    /// <summary>
    /// 事務識別符號
    /// </summary>
    public ushort Transaction { get; set; }
    /// <summary>
    /// 協議識別符號
    /// </summary>
    public ushort Protocol { get; set; }
    /// <summary>
    /// 報文長度
    /// </summary>
    public ushort Length { get; set; }
    /// <summary>
    /// 單元識別符號
    /// </summary>
    public byte Unit { get; set; }
    /// <summary>
    /// 功能碼
    /// </summary>
    public byte FunctionCode { get; set; }
    /// <summary>
    /// 資料
    /// </summary>
    public byte[] Data { get; set; }

    public static ADUMessage Deserialize(byte[] buffer) 
    {
        //BinaryReader讀取方式是小端（右邊是高位元組），而modbus是大端傳輸（左邊是高位元組）
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(buffer));
        ADUMessage adu = new ADUMessage()
        {
            Transaction = reader.ReadUInt16(),
            Protocol = reader.ReadUInt16(),
            Length = reader.ReadUInt16(),
            Unit = reader.ReadByte(),
            FunctionCode = reader.ReadByte(),
            Data = reader.ReadBytes(buffer.Length - 8)
        };
        return adu;
    }

    public static byte[] Serialze(ADUMessage message)
    {
        using (MemoryStream ms=new MemoryStream())
        {
            BinaryWriter writer = new BigEndianBinaryWriter(ms);
            writer.Write(message.Transaction);
            writer.Write(message.Protocol);
            writer.Write(message.Length);
            writer.Write(message.Unit);
            writer.Write(message.FunctionCode);
            writer.Write(message.Data);
            return ms.ToArray();
        }
    }
}

public class WebModbusServer
{
    public DataStore store = new DataStore();

    public ADUMessage HandleRequest(byte[] buffer)
    {
        ADUMessage request = ADUMessage.Deserialize(buffer);
        switch (request.FunctionCode)
        {
            //讀 讀寫線圈
            case 0x01:
                return Response_01(request);
            //讀 只讀線圈
            case 0x02:
                return Response_02(request);
            //讀 讀寫暫存器
            case 0x03:
                return Response_03(request);
            //讀 只讀暫存器
            case 0x04:
                return Response_04(request);
            //寫 讀寫一個線圈
            case 0x05:
                return Response_05(request);
            //寫 讀寫一個暫存器
            case 0x06:
                return Response_06(request);
            //寫 讀寫多個線圈
            case 0x0f:
                return Response_0f(request);
            //寫 讀寫多個暫存器
            case 0x10:
                return Response_10(request);
            default:
                return Response_01(request);
        }
    }

    public byte[] CoilToBytes(bool[] bools)
    {
        int byteCount = (bools.Length + 7) / 8; // 計算所需的位元組數
        byte[] bytes = new byte[byteCount];

        for (int i = 0; i < bools.Length; i++)
        {
            int byteIndex = i / 8; // 計算當前布林值應該儲存在哪個位元組中
            int bitIndex = i % 8; // 計算當前布林值應該儲存在位元組的哪個位上

            if (bools[i])
            {
                // 設定對應位為 1
                bytes[byteIndex] |= (byte)(1 << bitIndex);
            }
            else
            {
                // 對應位保持為 0，無需額外操作
            }
        }

        return bytes;
    }

    /// <summary>
    /// 讀 讀寫線圈
    /// </summary>
    /// <param name="request"></param>
    /// <returns></returns>
    private ADUMessage Response_01(ADUMessage request)
    {
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(request.Data));
        BinaryWriter writer;
        ushort StartAddress, DataNumber;
        StartAddress = reader.ReadUInt16();
        DataNumber = reader.ReadUInt16();
        bool[] data = store.ReadCoilDiscretes(StartAddress, DataNumber);
        byte[] coilBytes = CoilToBytes(data);
        byte[] dataBytes = new byte[coilBytes.Length + 1];
        writer = new BinaryWriter(new MemoryStream(dataBytes));
        writer.Write((byte)coilBytes.Length);
        writer.Write(coilBytes);
        ADUMessage response = new ADUMessage()
        {
            Transaction = request.Transaction,
            Protocol = request.Protocol,
            Length = (ushort)(dataBytes.Length + 2),
            Unit = request.Unit,
            FunctionCode = request.FunctionCode,
            Data = dataBytes,
        };
        return response;
    }

    /// <summary>
    /// 讀 只讀線圈
    /// </summary>
    /// <param name="request"></param>
    /// <returns></returns>
    private ADUMessage Response_02(ADUMessage request)
    {
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(request.Data));
        BinaryWriter writer;
        ushort StartAddress, DataNumber;
        StartAddress = reader.ReadUInt16();
        DataNumber = reader.ReadUInt16();
        bool[] data = store.ReadCoilInputs(StartAddress, DataNumber);
        byte[] coilBytes = CoilToBytes(data);
        byte[] dataBytes = new byte[coilBytes.Length + 1];
        writer = new BinaryWriter(new MemoryStream(dataBytes));
        writer.Write((byte)coilBytes.Length);
        writer.Write(coilBytes);
        ADUMessage response = new ADUMessage()
        {
            Transaction = request.Transaction,
            Protocol = request.Protocol,
            Length = (ushort)(dataBytes.Length + 2),
            Unit = request.Unit,
            FunctionCode = request.FunctionCode,
            Data = dataBytes,
        };
        return response;
    }

    /// <summary>
    /// 讀 讀寫暫存器
    /// </summary>
    /// <param name="request"></param>
    /// <returns></returns>
    private ADUMessage Response_03(ADUMessage request)
    {
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(request.Data));
        BinaryWriter writer;
        ushort StartAddress, DataNumber;
        StartAddress = reader.ReadUInt16();
        DataNumber = reader.ReadUInt16();
        ushort[] data = store.ReadHoldingRegisters(StartAddress, DataNumber);
        byte[] dataBytes = new byte[data.Length * 2 + 1];
        writer = new BigEndianBinaryWriter(new MemoryStream(dataBytes));
        writer.Write((byte)(data.Length * 2));
        foreach (ushort value in data)
        {
            writer.Write(value);
        }
        Array.Resize(ref dataBytes, dataBytes.Length + 1);
        ADUMessage response = new ADUMessage()
        {
            Transaction = request.Transaction,
            Protocol = request.Protocol,
            Length = (ushort)(dataBytes.Length + 2),
            Unit = request.Unit,
            FunctionCode = request.FunctionCode,
            Data = dataBytes,
        };
        return response;
    }

    /// <summary>
    /// 讀 只讀暫存器
    /// </summary>
    /// <param name="request"></param>
    /// <returns></returns>
    private ADUMessage Response_04(ADUMessage request)
    {
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(request.Data));
        BinaryWriter writer;
        ushort StartAddress, DataNumber;
        StartAddress = reader.ReadUInt16();
        DataNumber = reader.ReadUInt16();
        ushort[] data = store.ReadInputRegisters(StartAddress, DataNumber);
        byte[] dataBytes = new byte[data.Length * 2 + 1];
        writer = new BigEndianBinaryWriter(new MemoryStream(dataBytes));
        writer.Write((byte)(data.Length * 2));
        foreach (ushort value in data)
        {
            writer.Write(value);
        }
        Array.Resize(ref dataBytes, dataBytes.Length + 1);
        ADUMessage response = new ADUMessage()
        {
            Transaction = request.Transaction,
            Protocol = request.Protocol,
            Length = (ushort)(dataBytes.Length + 2),
            Unit = request.Unit,
            FunctionCode = request.FunctionCode,
            Data = dataBytes,
        };
        return response;
    }

    /// <summary>
    /// 寫 讀寫一個線圈
    /// </summary>
    /// <param name="request"></param>
    /// <returns></returns>
    private ADUMessage Response_05(ADUMessage request)
    {
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(request.Data));
        ushort StartAddress, coli;
        StartAddress = reader.ReadUInt16();
        coli = reader.ReadUInt16();
        store.WriteCoilDiscretes(StartAddress, new bool[] { coli ==0xff00?true:false});
        return request;
    }

    /// <summary>
    /// 寫 讀寫一個暫存器
    /// </summary>
    /// <param name="request"></param>
    /// <returns></returns>
    private ADUMessage Response_06(ADUMessage request)
    {
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(request.Data));
        ushort StartAddress, register;
        StartAddress = reader.ReadUInt16();
        register = reader.ReadUInt16();
        store.WriteHoldingRegisters(StartAddress, new ushort[] { register });
        return request;
    }

    /// <summary>
    /// 寫 讀寫多個線圈
    /// </summary>
    /// <param name="request"></param>
    /// <returns></returns>
    private ADUMessage Response_0f(ADUMessage request)
    {
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(request.Data));
        ushort StartAddress, DataNumber;
        StartAddress = reader.ReadUInt16();
        DataNumber = reader.ReadUInt16();
        byte byteNumber = reader.ReadByte();
        //線圈是小端傳輸
        byte[] bytes = reader.ReadBytes(byteNumber);
        bool[] data=new bool[DataNumber];
        byte index = 0;
        foreach (var item in bytes)
        {
            //1000 0000
            byte rr = (byte)0x01;
            for (int i = 0; i < 8; i++)
            {
                if (index< DataNumber)
                {
                    var result = rr & item;
                    if (result > 0)
                    {
                        data[index] = true;
                    }
                    else
                    {
                        data[index] = false;
                    }
                    //0100 0000
                    rr <<= 1;
                    index++;
                }
                else
                {
                    break;
                }
            }
        }
        store.WriteCoilDiscretes(StartAddress, data);
        return request;
    }

    /// <summary>
    /// 寫 讀寫多個暫存器
    /// </summary>
    /// <param name="request"></param>
    /// <returns></returns>
    private ADUMessage Response_10(ADUMessage request)
    {
        //暫存器是大端傳輸
        BinaryReader reader = new BigEndianBinaryReader(new MemoryStream(request.Data));
        ushort StartAddress, DataNumber;
        StartAddress = reader.ReadUInt16();
        DataNumber = reader.ReadUInt16();
        byte byteNumber = reader.ReadByte();
        ushort[] data = new ushort[byteNumber / 2];
        for (int i = 0; i < data.Length; i++)
        {
            data[i] = reader.ReadUInt16();
        }
        store.WriteHoldingRegisters(StartAddress, data);
        return request;
    }
}

BigEndianBinaryReader.cs

public class BigEndianBinaryReader : BinaryReader
{
    public BigEndianBinaryReader(Stream input) : base(input)
    {
    }

    public override short ReadInt16()
    {
        var data = base.ReadBytes(2);
        Array.Reverse(data);
        return BitConverter.ToInt16(data, 0);
    }

    public override ushort ReadUInt16()
    {
        var data = base.ReadBytes(2);
        Array.Reverse(data);
        return BitConverter.ToUInt16(data, 0);
    }

    public override int ReadInt32()
    {
        var data = base.ReadBytes(4);
        Array.Reverse(data);
        return BitConverter.ToInt32(data, 0);
    }

    public override uint ReadUInt32()
    {
        var data = base.ReadBytes(4);
        Array.Reverse(data);
        return BitConverter.ToUInt32(data, 0);
    }

    public override long ReadInt64()
    {
        var data = base.ReadBytes(8);
        Array.Reverse(data);
        return BitConverter.ToInt64(data, 0);
    }

    public override float ReadSingle()
    {
        var data = base.ReadBytes(4);
        Array.Reverse(data);
        return BitConverter.ToSingle(data, 0);
    }

    public override double ReadDouble()
    {
        var data = base.ReadBytes(8);
        Array.Reverse(data);
        return BitConverter.ToDouble(data, 0);
    }

    // 可以繼續新增其他方法來支援更多資料型別的大端讀取
}
public class BigEndianBinaryWriter : BinaryWriter
{
    public BigEndianBinaryWriter(Stream input) : base(input)
    {
    }

    public override void Write(ushort value)
    {
        var bytes = BitConverter.GetBytes(value);
        Array.Reverse(bytes);
        base.Write(bytes);
    }

    public override void Write(short value)
    {
        var bytes = BitConverter.GetBytes(value);
        Array.Reverse(bytes);
        base.Write(bytes);
    }

    public override void Write(uint value)
    {
        var bytes = BitConverter.GetBytes(value);
        Array.Reverse(bytes);
        base.Write(bytes);
    }

    public override void Write(int value)
    {
        var bytes = BitConverter.GetBytes(value);
        Array.Reverse(bytes);
        base.Write(bytes);
    }

    public override void Write(ulong value)
    {
        var bytes = BitConverter.GetBytes(value);
        Array.Reverse(bytes);
        base.Write(bytes);
    }

    public override void Write(long value)
    {
        var bytes = BitConverter.GetBytes(value);
        Array.Reverse(bytes);
        base.Write(bytes);
    }



    // 可以繼續新增其他方法來支援更多資料型別的大端寫入
}

Program.cs

    internal class Program
    {
        static WebModbusServer webModbusServer;
        static void Main(string[] args)
        {
            webModbusServer = new WebModbusServer();
            //伺服器
            if (args.Length == 1)
            {
                //webModbusServer.store.WriteCoilDiscretes(0, new bool[] { true, true });
                //webModbusServer.store.CoilInputs[0] = true;
                //webModbusServer.store.CoilInputs[1] = true;
                StartServer(args[0]);
            }
        }

        private static void StartServer(string args)
        {

            int serverPort = Convert.ToInt32(args);
            var server = new TcpListener(IPAddress.Parse("127.0.0.1"), serverPort);
            Console.WriteLine($"TCP伺服器  127.0.0.1:{serverPort}");
            server.Start();
            int cnt = 0;
            Task.Run(async () =>
            {
                List<TcpClient> clients = new List<TcpClient>();
                while (true)
                {
                    TcpClient client = await server.AcceptTcpClientAsync();
                    clients.Add(client);
                    cnt++;
                    var ep = client.Client.RemoteEndPoint as IPEndPoint;
                    Console.WriteLine($"TCP客戶端_{cnt}  {ep.Address}:{ep.Port}");
                    //給這個客戶端開一個聊天執行緒
                    //作業系統將會根據遊客埠對應表將控制權交給對應遊客執行緒
                    StartModbus(client);
                }
            }).Wait();
        }

        public static async Task StartModbus(TcpClient client)
        {
            var buffer = new byte[1024 * 4];
            while (client.Connected)
            {
                int msgLength = await client.Client.ReceiveAsync(new ArraySegment<byte>(buffer));
                //關閉連線時會接收到一次空訊息，不知道為什麼
                if (msgLength>0)
                {
                    PrintBytes(buffer.Take(msgLength).ToArray(), "請求 ");
                    ADUMessage response = webModbusServer.HandleRequest(buffer.Take(msgLength).ToArray());
                    await client.Client.SendAsync(ADUMessage.Serialze(response));
                    PrintBytes(ADUMessage.Serialze(response), "響應 ");
                }
            }
        }

        public static void PrintBytes(byte[] bytes,string prefix="")
        {
            Console.Write(prefix);
            for (int i = 0; i < bytes.Length; i++)
            {
                if (i < 2)
                {
                    Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Red;
                }
                else if(i<4)
                {
                    Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Green;
                }
                else if(i<6)
                {
                    Console.ForegroundColor= ConsoleColor.Blue;
                }
                else if (i < 7)
                {
                    Console.ForegroundColor = ConsoleColor.Yellow;
                }
                else if (i<8)
                {
                    Console.ForegroundColor = ConsoleColor.DarkCyan;
                }
                else
                {
                    Console.ForegroundColor = ConsoleColor.White;
                }
                Console.Write(bytes[i].ToString("X2") + " ");
            }
            Console.WriteLine();
        }
    }

基於WebSocket的modbus通訊（三）- websocket和串列埠
2024-06-02
Web串列埠
基於WebSocket的modbus通訊（二）- 客戶端
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基於 ThinkJS 的 WebSocket 通訊詳解
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modbus tcp通訊
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高效簡易開發基於websocket 的通訊應用
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【.NET6+Modbus】Modbus TCP協議解析、模擬環境以及基於.NET實現基礎通訊
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基於WebSocket的實時通訊開發步驟（含原始碼）
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ModBus RTU與ModBus TCP通訊協議詳解
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TCP協議
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基於程式池的多程式伺服器通訊
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基於 WebSocket 實現 WebGL 3D 拓撲圖實時資料通訊同步（一）
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一種MODBUS RTU擴充套件串列埠通訊協議
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基於 Hyperf 實現 RabbitMQ + WebSocket 訊息推送
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基於WebSocket的實時訊息傳遞設計
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雙向通訊之websocket
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QT
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TCPWebHTTP
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AngularExpressWeb
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PythonWeb
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基於webapi的websocket聊天室（番外一）
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Modbus通訊協議中的四種位元組順序
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C#TCP
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基於 WebSocket 實現 WebGL 3D 拓撲圖實時資料通訊同步（二）
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JAVA - 基於Socket的多執行緒通訊
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Java執行緒
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瀏覽器GoWeb
基於 HTML5 WebGL 的 3D 伺服器與客戶端的通訊
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HTMLWeb3D伺服器客戶端
NetCore WebSocket 即時通訊示例
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NetCoreWeb
使用Modbus4J進行RTU模式串列埠通訊
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模式串列埠