Client與Server之間有兩種通訊方式：一種是TCP/IP，另一種是通過串口(Serial Port)，本文重點介紹***種通訊方式。第二種方式留了接口，暫時還沒有實現。

　　2. 數據包格式及MBAP header (MODBUS Application Protocol header)

　　2.1 數據包格式

　　數據交換過程中，數據包的格式由三部分組成：協議頭 + 功能碼 + 數據(請求或接受的數據)。

　　這里主要用到下列兩個功能碼（十進制）：　　

3: 讀取寄存器中的值（Read Multiple Register）

　　16: 往寄存器中寫值（Write Multiple Register）

　　2.2 MBAP header

協議頭具體包括下列4個字段：

　　(1) Transaction Identifier：事務ID標識，Client每發送一個Request數據包的時候，需要帶上該標識；當Server響應該請求的時候，會把該標識復制到Response中；這樣客戶端就可以進行容錯判斷，防止數據包發串了。

　　(2) Protocal Identifier：協議標識，ModBus協議中，該值為0；

　　(3) Length：整個數據包中，從當個前這個字節之后開始計算，后續數據量的大小(按byte計算)。

　　(4) Unit Identifier：

　　3. 大小端轉換

　　ModBus使用Big-Endian表示地址和數據項。因此在發送或者接受數據的過程中，需要對數據進行轉換。

　　3.1 判斷大小端

　　對于整數1，在兩種機器上有兩種不同的標示方式，如上圖所示；因此，我們可以用&操作符來取其地址，再轉換成指向byte的指針(byte*)，***再取該指針的值；若得到的byte值為1，則為Little-Endian，否則為Big-Endian。

unsafe 
{  
inttester = 1;  
boollittleEndian = (*(byte*)(&tester)) == (byte)1;  
}  

3.2 整數/浮點數轉換成Byte數組

　　.Net提供了現成的API，可以BitConverter.GetBytes(value)和BitConverter.ToXXOO(Byte[] data)來進行轉換。下面的代碼對該轉換進行了封裝，加入了Little-Endian轉Big-Endian的處理（以int為例）：

publicclassValueHelper //Big-Endian可以直接轉換  
{  
publicvirtualByte[] GetBytes(intvalue)  
{  
returnBitConverter.GetBytes(value);  
}  
publicvirtualintGetInt(byte[] data)  
{  
returnBitConverter.ToInt32(data, 0);  
}  
}  
internalclassLittleEndianValueHelper : ValueHelper //Little-Endian，轉換時需要做翻轉處理。  
{  
publicoverrideByte[] GetBytes(intvalue)  
{  
returnthis.Reverse(BitConverter.GetBytes(value));  
}  
publicvirtualintGetInt(byte[] data)  
{  
returnBitConverter.ToInt32(this.Reverse(data), 0);  
}  
privateByte[] Reverse(Byte[] data)  
{  
Array.Reverse(data);  
returndata;  
}  
} 

4. 事務標識和緩沖處理

　　4.1 Transaction Identifier

　　上面2.2節中提到，Client每發送一個Request數據包的時候，需要帶上一個標識；當Server響應該請求的時候，會把該標識復制到Response中，返回給Client。這樣Client就可以用來判斷數據包有沒有發串。在程序中，可以可以用一個變量及記錄該標識：

privatebytedataIndex = 0;  
 protectedbyteCurrentDataIndex  
{  
get { returnthis.dataIndex; }  
}  
protectedbyteNextDataIndex()  
{  
return++this.dataIndex;  
}  

每次Client發送數據的時候，調用NextDataIndex()來取得事務標識；接著當Client讀取Server的返回值的時候，需要判斷數據包中的數據標識是否與發送時的標志一致；如果一致，則認為數據包有效；否則丟掉無效的數據包。

　　4.2 緩沖處理

　　上節中提到，如果Client接收到的響應數據包中的標識，與發送給Server的數據標識不一致，則認為Server返回的數據包無效，并丟棄該數據包。

　　如果只考慮正常情況，即數據木有差錯，Client每次發送請求后，其請求包里面包含需要讀取的寄存器數量，能算出從Server返回的數據兩大小，這樣就能確定讀完Server返回的所有緩沖區中的數據；每次交互后，Socket緩沖區中都為空，則整個過程沒有問題。但是問題是：如果Server端出錯，或者數據串包等異常情況下，Client不能確定Server返回的數據包(占用的緩沖區)有多大；如果緩沖區中的數據沒有讀完，下次再從緩沖區中接著讀的時候，數據包必然是不正確的，而且會錯誤會一直延續到后續的讀取操作中。

　　因此，每次讀取數據時，要么全部讀完緩沖區中的數據，要么讀到錯誤的時候，就必須清楚緩沖區中剩余的數據。網上搜了半天，木有找到Windows下如何清理Socket緩沖區的。有篇文章倒是提到一個狠招，每次讀完數據后，直接把Socket給咔嚓掉；然后下次需要讀取或發送數據的時候，再重新建立Socket連接。

　　回過頭再來看，其實，在Client與Server進行交互的過程中，Server每次返回的數據量都不大，也就一個MBAP Header + 幾十個寄存器的值。因此，另一個處理方式，就是每次讀取盡可能多的數據(多過緩沖區中的數據量)，多讀的內容，再忽略掉。暫時這么處理，期待有更好的解決方法。

　　5. 源代碼

　　5.1 類圖結構：

　　5.2 使用示例

　　(1) 寫入數據：

this.Wrapper.Send(Encoding.ASCII.GetBytes(this.tbxSendText.Text.Trim()));  
publicoverridevoidSend(byte[] data)  
{  
//[0]:填充0，清掉剩余的寄存器  
if(data.Length <60)  
{  
var input = data;  
data = newByte[60];  
Array.Copy(input, data, input.Length);  
}  
this.Connect();  
List<byte>values = newList<byte>(255);  
//[1].Write Header：MODBUS Application Protocol header  
values.AddRange(ValueHelper.Instance.GetBytes(this.NextDataIndex()));//1~2.(Transaction Identifier)  
values.AddRange(newByte[] { 0, 0 });//  
Protocol Identifier,0 = MODBUS protocol  
values.AddRange(ValueHelper.Instance.GetBytes((byte)(data.Length + 7)));//  
后續的Byte數量  
values.Add(0);//  
Unit Identifier:This field is used for intra-system routing purpose.  
values.Add((byte)FunctionCode.Write);//  
Function Code : 16 (Write Multiple Register)  
values.AddRange(ValueHelper.Instance.GetBytes(StartingAddress));//9~10.起始地址  
values.AddRange(ValueHelper.Instance.GetBytes((short)(data.Length / 2)));//11~12.寄存器數量  
values.Add((byte)data.Length);//13.數據的Byte數量  
//[2].增加數據  
values.AddRange(data);//14~End:需要發送的數據  
//[3].寫數據  
this.socketWrapper.Write(values.ToArray());  
//[4].防止連續讀寫引起前臺UI線程阻塞  
Application.DoEvents();  
//[5].讀取Response: 寫完后會返回12個byte的結果  
byte[] responseHeader = this.socketWrapper.Read(12);  
}  

(2) 讀取數據：

this.tbxReceiveText.Text = Encoding.ASCII.GetString(this.Wrapper.Receive());  
publicoverridebyte[] Receive()  
{  
this.Connect();  
List<byte>sendData = newList<byte>(255);  
//[1].Send
sendData.AddRange(ValueHelper.Instance.GetBytes(this.NextDataIndex()));//1~2.(Transaction Identifier)  
sendData.AddRange(newByte[] { 0, 0 });//3~4:Protocol Identifier,0 = MODBUS protocol
sendData.AddRange(ValueHelper.Instance.GetBytes((short)6));//5~6:后續的Byte數量（針對讀請求，后續為6個byte）  
sendData.Add(0);//  
Unit Identifier:This field is used for intra-system routing purpose.  
sendData.Add((byte)FunctionCode.Read);//8.Function Code : 3 (Read Multiple Register)  
sendData.AddRange(ValueHelper.Instance.GetBytes(StartingAddress));//9~10.起始地址  
sendData.AddRange(ValueHelper.Instance.GetBytes((short)30));//11~12.需要讀取的寄存器數量  
this.socketWrapper.Write(sendData.ToArray()); //發送讀請求  
//[2].防止連續讀寫引起前臺UI線程阻塞  
Application.DoEvents();  
//[3].讀取Response Header : 完后會返回8個byte的Response Header22:byte[] receiveData = this.socketWrapper.Read(256);//緩沖區中的數據總量不超過256byte，一次讀256byte，防止殘余數據影響下次讀取  
shortidentifier = (short)((((short)receiveData[0]) <<8) + receiveData[1]);  
//[4].讀取返回數據：根據ResponseHeader，讀取后續的數據  
if(identifier != this.CurrentDataIndex) //請求的數據標識與返回的標識不一致，則丟掉數據包  
{  
returnnewByte[0];  
}  
bytelength = receiveData[8];//***一個字節，記錄寄存器中數據的Byte數  
byte[] result = newbyte[length];  
Array.Copy(receiveData, 9, result, 0, length);  
returnresult;  
} 

(3) 測試發送和讀取：

　　5.3 代碼下載

　　CSharpModBusExample

原文鏈接：http://www.cnblogs.com/happyhippy/archive/2011/07/17/2108976.html