「 Modbus-RTU报文解析」解析03、06、10功能码报文示例

文章目录

• ​​背景介绍​​
• ​​方案思路​​

• ​​报文示例​​
• ​​需求分解​​
• ​​简要思路​​

• ​​代码示例​​
• ​​共赢共享​​
• ​​番外​​

背景介绍

项目用到modbus-rtu通讯协议与三方平台通讯，由于三方平台没有寄存器地址点表信息，只提供了报文数据，故需要对报文进行二次解析，从而获得三方平台使用到的寄存器地址信息。

方案思路

报文示例

报文示例无包尾校验位，从站地址为1，数据位高前低后，一个寄存器占用两个字节。
​​​01030001002B​​

​​010600580000​​

​​0110003300020400010001​​

需求分解

1.三方平台报文以excel形式提供；
2.三方平台报文里很多重复报文需要剔除；
3.统计输出时希望可以按照顺序输出，便于统计与观看；

简要思路

需要根据提供的报文，解析出modbus主站所使用的寄存器地址与个数，方便点表的统计与维护。
1.把excel报文复制到txt文档中，解析程序读取txt文档，这样方便后期其他报文导入解析，只需要替换txt文档即可，程序灵活，可扩展性强；
2.报文有重复，需要去重，由于我近期使用​​​unordered_map​​​比较多，所以使用了​​unordered_map​​​，其实​​map​​​更合适；
3.由于使用了​​​unordered_map​​，所以还需要做下排序处理；

代码示例

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <vector>
#include <iostream>
#include <cctype>
#include <unordered_map>
#include <algorithm>

using namespace std;

vector<string> str_apps_input; ///< 文本输入

///< 利用unordered_map实现去重
unordered_map<string,int> str_apps_output_F703; ///< 文本输出 F703   
unordered_map<string,int> str_apps_output_F706; ///< 文本输出 F706
unordered_map<string,int> str_apps_output_F710; ///< 文本输出 F710

void parseProtocolFile(const char *input_file);
int hex2dec(char *hex);
int c2i(char ch);

///< 对unordered_map进行排序
bool comp(const pair<string, int>& a, const pair<string, int> &b) 
{
  return a.second < b.second;
}

int main(int argc, char ** argv)
{
  int count = 0;

  //打开本地文件，解析报文
  char filepath[128] = "./test.txt";

  parseProtocolFile(filepath);

  int n = str_apps_input.size();

  for (int i = 0; i < n ; i++)
  {
    //printf("(*str_apps[i].c_str()) is  %s\n", *str_apps[i].c_str());

    char str_addr1[16] = { 0 };
    char str_addr2[16] = { 0 };
    char str_addr3[16] = { 0 };
    char str_addr[128] = { 0 };

    if (str_apps_input[i].find("F703") != string::npos)
    {
      sprintf_s(str_addr1, "%c%c", *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 4), *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 5));
      sprintf_s(str_addr2, "%c%c", *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 6), *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 7));
      sprintf_s(str_addr3, "%c%c", *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 10), *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 11));

      int address = hex2dec(str_addr1) * 256 + hex2dec(str_addr2);
      int number = hex2dec(str_addr3);

      sprintf_s(str_addr, "address is %d, number is %d\n", address, number);

      str_apps_output_F703[str_addr] = address;
    }
    else if (str_apps_input[i].find("F706") != string::npos)
    {
      sprintf_s(str_addr1, "%c%c", *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 4), *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 5));
      sprintf_s(str_addr2, "%c%c", *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 6), *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 7));

      int address = hex2dec(str_addr1) * 256 + hex2dec(str_addr2);

      sprintf_s(str_addr, "address is %d\n", address);

      str_apps_output_F706[str_addr] = address;
    }
    else if (str_apps_input[i].find("F710") != string::npos)
    {
      sprintf_s(str_addr1, "%c%c", *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 4), *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 5));
      sprintf_s(str_addr2, "%c%c", *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 6), *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 7));
      sprintf_s(str_addr3, "%c%c", *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 10), *((char*)(str_apps_input[i].c_str()) + 11));

      int address = hex2dec(str_addr1) * 256 + hex2dec(str_addr2);
      int number = hex2dec(str_addr3);

      sprintf_s(str_addr, "address is %d, number is %d\n", address, number);

      str_apps_output_F710[str_addr] = address;
    }
    else
    {
      printf("can not parse:%s\n", str_apps_input[i].c_str());
    }
  }

  ///< F703
  vector<pair<string, int>> vec_F703;
  for (auto x : str_apps_output_F703)
  {
    vec_F703.push_back(x);
  }

  sort(vec_F703.begin(), vec_F703.end(),comp);

  printf("\nF703 protocol\n");
  for (auto x : vec_F703)
  {
    printf("%s", x.first.c_str());
  }


  ///< F706
  vector<pair<string, int>> vec_F706;
  for (auto x : str_apps_output_F706)
  {
    vec_F706.push_back(x);
  }

  sort(vec_F706.begin(), vec_F706.end(), comp);

  printf("\nF706 protocol\n");
  for (auto x : vec_F706)
  {
    printf("%s", x.first.c_str());
  }


  ///< F710
  vector<pair<string, int>> vec_F710;
  for (auto x : str_apps_output_F710)
  {
    vec_F710.push_back(x);
  }

  sort(vec_F710.begin(), vec_F710.end(), comp);

  printf("\nF710 protocol\n");
  for (auto x : vec_F710)
  {
    printf("%s", x.first.c_str());
  }

///< 解析规约报文文件
void parseProtocolFile(const char *map_file)
{
  FILE* fp_cfg;

  if (0 == (fopen_s(&fp_cfg,(const char*)map_file, (const char*)"rt")))
  {
    char line[1024] = { 0 };
    void* ret = NULL;
    while (true) {
      memset(line, 0, sizeof(line));
      ret = fgets(line, sizeof(line), fp_cfg);
      if (ret == NULL) break;
      if (line[strlen(line) - 1] == '\n' || line[strlen(line) - 1] == '\r') {
        line[strlen(line) - 1] = '\0';
      }
      if (line[strlen(line) - 1] == '\r' || line[strlen(line) - 1] == '\n') {
        line[strlen(line) - 1] = '\0';
      }

      //printf("%s\n", line);

      str_apps_input.push_back(line);
    }

    fclose(fp_cfg);
  }
}

int c2i(char ch)
{
  if (isdigit(ch))
    return ch - 48;

  if (ch < 'A' || (ch > 'F' && ch < 'a') || ch > 'z')
    return -1;
  if (isalpha(ch))
    return isupper(ch) ? ch - 55 : ch - 87;

  return -1;
}

int hex2dec(char *hex)
{
  int len;
  int num = 0;
  int temp;
  int bits;
  int i;
  len = strlen(hex);

  for (i = 0, temp = 0; i < len; i++, temp = 0)
  {
    temp = c2i(*(hex + i));
    bits = (len - i - 1) * 4;
    temp = temp << bits;
    num = num | temp;
  }

  // 返回结果  
  return num;
}

共赢共享

示例代码已上传，可运行。​​vs2019工程可运行，供参考​​

番外

由于我这里需求只需要寄存器地址与个数，所以只解析了部分。有全部解析需求的同学可以在此基础上做二次开发。
1.针对技术方案选型，我分享几点想法吧。考虑到程序的适应性，我选择了从文件读取数据的方式，这样比较灵活，只要把海量的数据拷贝进文件即可，无需其他复杂的操作。后期还方便其他功能码报文的导入与解析，只需要加解析分支即可。
2.针对乱序报文的情况，我采用预筛选的策略，读取报文文件时按行读取内容，根据报文类型，插入到对应的​​​unordered_map​​​中，便于后面打印输出；
3.另外针对去重与排序的需求点，应该是使用​​​map​​​更合适，有兴趣的同学可以使用​​map​​​实现下这个功能，还有余力的话，可以了解了解​​map​​​、​​unordered_map​​​两者的异同、优缺点等。
最后祝大家代码一把过，全都没bug!互相学习，共同进行！