最近筆者接了一個工控系統，其中PLC所使用的是Modbus TCP的通訊協定。
由於這個部分因為從來沒有接觸過，所以花了一點時間研究。
趁著現在記憶猶新，趕緊寫下來，方便日後對照，也讓讀者們能夠快速看懂Modbus TCP協定。
Modbus為工業上常用的通訊協定之一，也是目前工業領域通訊協定常用的標準協定。
一般來說，Modbus主要可以再細分為兩種協定（Modbus RTU 、Modbus ASCII 、Modbus TCP）
Modbus RTU 是一種為使用二進位表示法來進行資料的傳遞與交換，也是比較多人使用的，因為方便，也不需要轉換為ASCII
Modbus ASCII 則是一種對於人類來說，可讀性較高的協定。
而以上兩種方式在傳遞資料的結尾皆需要加上 CRC （錯誤檢查機制）。
其中 Modbus 也可以藉由乙太網路 TCP/IP 的方式來進行傳遞資料，叫做 Modbus TCP
也是我們今天主要要介紹的協定。
此種通訊格式不需要計算CRC，取而代之的是使用識別碼的方式來進行資料驗證。
在學習 Modbus協定之前，我們需要先了解每一個Byte各代表的意思為何
以下為 Modbus TCP request 的封包格式：
| TCP Header | Address | Function Code | Start register addr | data |
| 6bytes | 1byte | 1byte | 2byte | N bytes |
其中我們會發現 TCP Header 一共佔了6Byte。
這6個Byte主要是由三個欄位所組成，每一個欄位都佔2Byte。
本次通訊的識別碼（Transaction ID）：會產生2個Byte的隨機值，用來識別該次通訊。
通訊方式（Protocal ID）：基本上都是0，用來表示採用哪種通訊協定。0表示為 Modbus / TCP
資料長度（Length）：用來定義從Address開始 ~ data欄位結束，所佔的總長度為何。
共佔1Byte，用來記錄該次通訊要存取 slave端位址
共佔1Byte，用來定義該次通訊是要做哪種操作。
其中常見的Function Code有以下幾種：
01: 讀取當前 digital out status
02: 讀取當前 digital input status
03: 讀取當前 analog out status
04: 讀取當前 analog input status
05: 寫入單個 digital out value
06: 寫入單個 analog out value
15: 寫入多個 digital out value
16: 寫入多個 analog out value
共佔2Byte，用來定義暫存器起始位址
長度為非固定，由傳送的資料長度而定。
以上為每一個欄位的解說，接下來筆者擷取了一張從WireShark所側錄到的 Modbus封包來做解說。
上圖為， 由WireShark所側錄到的Modbus封包，用來開啟LED指示燈的控制代碼。
從ac開始到 01結束是整個Modbus的封包內容。
封包內容如下：ac 70 00 00 00 06 58 06 00 c8 00 01
其中我們剛剛有說到，Modbus的Header 共佔 6Byte，也就是：
本次通訊的識別碼（Transaction ID）：ac 70
通訊方式（Protocal ID）：00 00
資料長度（Length）：00 06 其中 06代表接下來一共有 6Byte的封包內容
上述的三個欄位均為Modbus的Header，每一個都佔2Byte，共佔6Byte。
slave端位址（Address）：58
操作碼（Function Code）：06 代表寫入單一數值
暫存器起始位址（Start register addr）：00 c8
傳送資料（Data）： 00 01
最後，附上一張Modbus控制的表格來做個結束。
操作碼 06: 寫入LED開燈資訊
| Transaction ID | Protocal ID | Length | Address | Function Code | Start register addr | Data |
ac 70 |
00 00 |
00 06 |
58 |
06 |
00 c8 |
00 01 |
意思為：Master要求寫入資料到裝置位址58的暫存器位址 00c8，寫入的資訊為 00 01。
以上文章敘述如有錯誤及觀念不正確，請不吝嗇指教:)
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