産業オートメーションの分野では、Modbusプロトコルがデバイス間通信に広く使用されています。この記事では、C言語とlibmodbusライブラリを使用して、TCPとRTUの両方のモードをサポートするModbusサーバを実装する方法を説明します。このようなサーバは、クライアントからのデータ要求を処理し、それらの要求に応じて対応するデータを返すことができます。
Modbusプロトコルの概要
Modbusはアプリケーション層プロトコルであり、1979 年にModicon社（現在はシュナイダーエレクトリックの一部）がプログラマティックコントローラ（PLC）を使用した通信のために開発した。産業界ではデファクトスタンダードとなっており、さまざまな通信機器間の相互作用に広く使用されています。Modbusプロトコルは複数の通信タイプをサポートしており、この例ではTCPとRTUの両方をカバーします。
完全なコード：
環境の構成
まず、システムにlibmodbusライブラリをインストールする必要があります。libmodbusライブラリは、Modbusプロトコルを実装するためのオープンソースCライブラリです。このライブラリは複数のオペレーティングシステムとハードウェアプラットフォームをサポートする。
サーバーの基本
サーバプログラムは、まずコマンドライン引数を解析して、TCPモードかRTUモードかを決定します。選択したモードに基づいて、プログラムは対応するModbusコンテキスト（modbus_t）。例えば、TCPモードでは、サーバーは特定のIPアドレスとポートをリッスンします。RTUモードでは、サーバーは、ボーレートやパリティなどのシリアル通信のパラメータを設定します。
データ·マッピングとリスニング
いずれのモードでも、サーバーは1つを作成します。modbus_mapping_tこの構造は、入力ビット、ホールドレジスタなどを含むデバイスのアドレス空間からのデータを格納および管理するために使用されます。次に、サーバはメインループに入り、クライアントからのリクエストを待って処理します。TCP接続の場合、サーバーは呼び出しを行います。modbus_tcp_accept新しいクライアント接続を受け入れる。
リクエスト処理
サーバーがリクエストを受信すると、modbus_receive関数はリクエストデータを読み取り、リクエストのタイプ（読み取りレジスタや書き込みレジスタなど）に応じて使用します。modbus_reply応答を送信する機能。このプロセスにはmb_mappingデータ構造のクエリと修正。
例外処理とリソース管理
通信プロセス全体を通じて、接続エラー、データ転送エラーなど、発生する可能性のあるさまざまなエラー状況にサーバーが適切に対処する必要があります。さらに、プログラムが終了する前に、Modbusコンテキストやデータマップ構造を含む割り当てられたすべてのリソースを解放する必要があります。
おわりに
libmodbusライブラリを使用すると、完全に機能するModbusサーバを比較的簡単に実装できます。これはModbusプロトコルの仕組みを理解するのに役立つだけでなく、実際の産業用アプリケーションでデバイス通信とデータ管理のための強力なツールを提供します。この標準ベースの実装により、優れた互換性と信頼性が保証され、最新の産業機器の接続に最適です。
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