C++基于开源Modbus Tcp 通讯应用客户端(稳定高效,多线程后台状态读取,不卡顿)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了C++基于开源Modbus Tcp 通讯应用客户端(稳定高效,多线程后台状态读取,不卡顿)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。


前言

使用多线程后台批量刷寄存器的状态,在某种程度上保证了上层接口读取的时候,不会卡顿,
整体应用效果比较友好。程序应用简单稳定高效,是一个比较不错的尝试。


一、演示效果

c++ 开源modbus库,C++,Qt,c++,tcp/ip,开发语言

二、关键程序

1.头文件

代码如下:

#pragma once
#include "modbustcpclient_global.h"
#include <QObject>
#include <QThread>
#include <QHash>
#include <QMutexLocker>
#include <QMutex>

namespace YModbus {
	class Master;
};

class MODBUSTCPCLIENT_EXPORT cModbusItem : public QThread
{
	Q_OBJECT

public:
	cModbusItem(QObject *parent = 0);
	~cModbusItem();
public:
	bool connect(QString strIp, int nPort);
	bool isConnected();
	void setServerId(int nId);
	int getServerId();

	void release();

	bool getBit(uint16_t uAddr, uint16_t uBit);
	bool readRegister16(uint16_t uAddr, uint16_t &uValue);
	bool readRegister32(uint16_t uAddr, uint32_t &uValue);
	bool readCoil(uint16_t uAddr);

	bool setBit(uint16_t uAddr, uint16_t uBit, bool bState);
	bool writeRegister16(uint16_t uAddr, uint16_t uValue);
	bool writeRegister32(uint16_t uAddr, uint32_t uValue);
	bool writeCoil(uint16_t uAddr, bool bState);

private:
	void addValueCoilsHash(uint16_t uAddr);
	void addValueHoldingRegistersHash(uint16_t uAddr);

private:
	bool ctxReadRegister(uint16_t nStartAddress, int nNum);
	bool ctxReadCoil(uint16_t nStartAddress, int nNum);

	bool ctxWriteRegister(uint16_t nStartAddress, uint16_t uValue);
	bool ctxWriteCoil(uint16_t nStartAddress, bool bState);

protected:
	void run() override;

private:

	bool m_bConnected;
	bool m_bAppClose;
	bool m_bWriteRequestState;
	bool m_bReadRequestState;
	bool m_bReadNext;
	int m_nServerID;

	QString m_strIp;
	int m_nPort;
	QMutex m_mutex;
	YModbus::Master *m_pMaster;

private:
	QHash<uint16_t, uint16_t> m_readValueHoldingRegistersHash;
	QHash<uint16_t, uint16_> m_readAddrHoldingRegistersHash;

	QHash<uint16_t, uint16_t> m_readValueCoilsHash;
	QHash<uint16_t, uint16_t> m_readAddrCoilsHash;
};

2.源文件

代码如下:

#include "ModbusItem.h"
#include "ymblog.h"
#include "Ymod/ymbutils.h"
#include "Ymod/ymbtask.h"
#include "Ymod/ymbdefs.h"
#include "Ymod/Master/ymbmaster.h"
#include "Ymod/Master/ymaster.h"

#include <QVariant>
#include <QDebug>
#include <QTime>
#include <QVector>
#include <QTimer>
#define  COILS_READ_COUNT			       100
#define  HOLDING_REGISTERS_READ_COUNT	   100

struct sModbusTimer
{
	QTime time;
	uint32_t interval;

	void start(uint32_t t)
	{
		interval = t;
		time.restart();
	};

	bool isTimeOut()
	{
		return time.elapsed() > interval;
	};
};

cModbusItem::cModbusItem(QObject *parent)
	: QThread(parent)
	, m_bConnected(false)
	, m_bAppClose(false)
	, m_bWriteRequestState(false)
	, m_bReadRequestState(false)
	, m_bReadNext(true)
	, m_nServerID(1)
	, m_strIp("")
	, m_nPort(-1)
	, m_pMaster(nullptr)
{
	this->start();
}

cModbusItem::~cModbusItem()
{
	m_bAppClose = true;

	QThread::msleep(100);
}

void cModbusItem::run()
{
	static sModbusTimer timeout;
	static int nMainStep = 0;
	while (true)
	{
		if (m_bAppClose)
			return;

		switch (nMainStep)
		{
		case 0:
		{
			if (m_bConnected)
				nMainStep = 1;
			else
				QThread::msleep(500);

		}break;

		case 1:
		{
			if (true)
			{
				static int nIndex = 0;
				QHash<uint16_t, uint16_t> readAddrHoldingRegistersHashTemp;
				readAddrHoldingRegistersHashTemp = m_readAddrHoldingRegistersHash;
				auto keys = readAddrHoldingRegistersHashTemp.keys();

				if (keys.size() > 0)
				{
					nIndex = nIndex < keys.size() ? nIndex : 0;
					uint16_t uAddr = keys[nIndex];
					int nRead = uAddr - (HOLDING_REGISTERS_READ_COUNT / 2);

					// 从中间覆盖读取
					ctxReadRegister(nRead < 0 ? 0 : nRead, readAddrHoldingRegistersHashTemp[uAddr]);
					nIndex++;
				}

			}

			if (true)
			{
				static int nIndex = 0;
				QHash<uint16_t, uint16_t> readAddrCoilsHashTemp;
				readAddrCoilsHashTemp = m_readAddrCoilsHash;
				auto keys = readAddrCoilsHashTemp.keys();

				if (keys.size() > 0)
				{
					nIndex = nIndex < keys.size() ? nIndex : 0;
					uint16_t uAddr = keys[nIndex];

					// 从中间覆盖读取
					int nRead = uAddr - COILS_READ_COUNT / 2;
					ctxReadCoil(nRead < 0 ? 0 : nRead, readAddrCoilsHashTemp[uAddr]);
					nIndex++;
				}

			}

		}break;

		default:
			break;
		}
	}
}

// 连接
bool cModbusItem::connect(QString strIp, int nPort)
{
	if (m_bConnected)
		return true;

	char *chIp;
	QByteArray ba = strIp.toLatin1();
	chIp = ba.data();

	m_pMaster = new YModbus::Master(chIp, nPort, YModbus::TCP, YModbus::POLL);

	if (!m_pMaster->CheckConnect())
	{
		m_bConnected = false;
		delete m_pMaster;
		m_pMaster = nullptr;
	}
	else
	{
		m_bConnected = true;
	}

	m_strIp = strIp;
	m_nPort = nPort;

	return m_bConnected;
}

// 是否连接
bool cModbusItem::isConnected()
{
	return m_bConnected;
}

void cModbusItem::setServerId(int nId)
{
	m_nServerID = nId;
}

int cModbusItem::getServerId()
{ 
	return m_nServerID; 
}

void cModbusItem::release()
{
	m_bAppClose = true;

	QThread::msleep(30);

}

// 读取16位值
bool cModbusItem::readRegister16(uint16_t uAddr, uint16_t &uValue)
{
	if (!m_bConnected)
		return false;
	
	// 如果值读取哈希链表没有找到,需要插入到地址哈希链表,让它在后台读取
	auto itFind = m_readValueHoldingRegistersHash.find(uAddr);
	if (itFind == m_readValueHoldingRegistersHash.end())
	{
		m_readAddrHoldingRegistersHash[uAddr] = HOLDING_REGISTERS_READ_COUNT;

		if (true)
		{
			// 如果没有就先读取一次
			QHash<uint16_t, uint16_t> readAddrHoldingRegistersHashTemp;
			readAddrHoldingRegistersHashTemp = m_readAddrHoldingRegistersHash;
			int nRead = uAddr - (HOLDING_REGISTERS_READ_COUNT / 2);
			ctxReadRegister(nRead < 0 ? 0 : nRead, readAddrHoldingRegistersHashTemp[uAddr]);

			auto itFindItem = m_readValueHoldingRegistersHash.find(uAddr);
			if (itFindItem == m_readValueHoldingRegistersHash.end())
				return false;
			else
				uValue = m_readValueHoldingRegistersHash[uAddr];
		}
	}
	else
	{
		// 找到值,直接返回
		uValue = m_readValueHoldingRegistersHash[uAddr];
	}

	return true;
}

// 读取32位值
bool cModbusItem::readRegister32(uint16_t uAddr, uint32_t &uValue)
{
	if (!m_bConnected)
		return false;

	bool bRet = false;
	uint16_t uData16[2] = { 0 };
	bRet = readRegister16(uAddr, uData16[0]);
	bRet = readRegister16(uAddr + 1, uData16[1]);

	uValue = uData16[0]  | (uData16[1] << 16);

	return bRet;
}

// 获取位值
bool cModbusItem::getBit(uint16_t uAddr, uint16_t uBit)
{
	if (!m_bConnected)
		return false;

	uint16_t uValue = 0;
	readRegister16(uAddr, uValue);

	return uValue & (1 << (uBit % 16));
}

// 读取线圈值
bool cModbusItem::readCoil(uint16_t uAddr)
{
	bool bResult = false;
	uint16_t uValue = 0;

	auto itFind = m_readValueCoilsHash.find(uAddr);
	if (itFind == m_readValueCoilsHash.end())
	{
		m_readAddrCoilsHash[uAddr] = COILS_READ_COUNT;

		if (true)
		{
			QHash<uint16_t, uint16_t> readAddrCoilsHashTemp;
			readAddrCoilsHashTemp = m_readAddrCoilsHash;

			// 从中间覆盖读取
			int nRead = uAddr - COILS_READ_COUNT / 2;
			ctxReadCoil(nRead < 0 ? 0 : nRead, readAddrCoilsHashTemp[uAddr]);

			auto itFindItem = m_readValueCoilsHash.find(uAddr);
			if (itFindItem == m_readValueCoilsHash.end())
				bResult = false;
			else
				uValue = m_readValueCoilsHash[uAddr];

		}

		bResult = false;
	}
	else
		uValue = m_readValueCoilsHash[uAddr];

	if (true)
	{
		int nAddrSize = m_readAddrCoilsHash.size();
		int nValueSize = m_readValueCoilsHash.size();
	}

	uValue == 1 ? bResult = true : bResult = false;
	
	return bResult;
}

// 设置位值
bool cModbusItem::setBit(uint16_t uAddr, uint16_t uBit, bool bState)
{
	bool bRet = false;

	uint16_t uValue = 0;
	bRet = readRegister16(uAddr, uValue);

	if (bRet)
	{
		if (bState)
			uValue |= (1 << (uBit % 16));	 // 把某位置1
		else
			uValue &= ~(1 << (uBit % 16));	 // 把某位置0

		writeRegister16(uAddr, uValue);
	}

	return bRet;
}

// 写入16位值
bool cModbusItem::writeRegister16(uint16_t uAddr, uint16_t uValue)
{
	bool bRet = true;
	ctxWriteRegister(uAddr, uValue);
	return bRet;
}

// 写入32位值
bool cModbusItem::writeRegister32(uint16_t uAddr, uint32_t uValue)
{
	bool bRet = false;

	uint16_t uData16[2] = {0};
	uData16[0] = uValue & 0Xffff;
	uData16[1] = (uValue >> 16) & 0Xffff;

	bRet = writeRegister16(uAddr, uData16[0]);
	bRet = writeRegister16(uAddr+1, uData16[1]);

	return bRet;
}

// 写入线圈值
bool cModbusItem::writeCoil(uint16_t uAddr, bool bState)
{
	ctxWriteCoil(uAddr, bState);
	
	return true;
}

// 添加线圈数据列表
void cModbusItem::addValueCoilsHash(uint16_t uAddr)
{
	int nAddrStart = uAddr - (COILS_READ_COUNT / 2);
	if (nAddrStart < 0)
		nAddrStart = 0;

	//	提前添加数据列表,避免重复查询
	for (size_t i = 0; i < COILS_READ_COUNT; i++)
	{
		m_readValueCoilsHash[nAddrStart + i] = 0;
	}
}

// 添加保持寄存器数据列表
void cModbusItem::addValueHoldingRegistersHash(uint16_t uAddr)
{
	int nAddrStart = uAddr - (HOLDING_REGISTERS_READ_COUNT / 2);
	if (nAddrStart < 0)
		nAddrStart = 0;

	//	提前添加数据列表,避免重复查询
	for (size_t i = 0; i < HOLDING_REGISTERS_READ_COUNT; i++)
	{
		m_readValueHoldingRegistersHash[nAddrStart + i] = 0;
	}
}

//	读取寄存器
bool cModbusItem::ctxReadRegister(uint16_t nStartAddress, int nNum)
{
	if (!m_bConnected || m_pMaster == nullptr)
		return false;

	m_mutex.lock();
	static uint8_t buf[BUFSIZ] = { 0 };
	memset(buf, 0, sizeof(buf));
	int nLen;

	nLen = m_pMaster->ReadHoldingRegisters(m_nServerID, nStartAddress, nNum, buf, sizeof(buf));
	if (nLen == (nNum*2) && nLen != 0)
	{
		QList<uint16_t> uReadDataList;
		for (int i = 0; i < nLen; i++)
		{
			if ((i %2) ==0 )
			{
				uint16_t uValue = (buf[i] << 8) | buf[i+1];
				uReadDataList << uValue;
			}

		}
		//	写入数据哈希表
		for (size_t i = 0; i < uReadDataList.size(); i++)
		{

			m_readValueHoldingRegistersHash[nStartAddress + i] = uReadDataList[i];
		}
	}
	
	m_mutex.unlock();
	return true;
}

//	读取线圈
bool cModbusItem::ctxReadCoil(uint16_t nStartAddress, int nNum)
{
	if (!m_bConnected || m_pMaster == nullptr)
		return false;

	m_mutex.lock();
	static uint8_t buf[BUFSIZ] = { 0 };
	memset(buf, 0, sizeof(buf));
	int nLen;

	nLen = m_pMaster->ReadCoils(m_nServerID, nStartAddress, nNum, buf, sizeof(buf));
	if (nLen > 0)
	{
		QList<uint16_t> uReadDataList;
		for (int i = 0; i < nLen; i++)
		{
			uint16_t uValue = buf[i];
			uReadDataList << uValue;
		}
		//	写入数据哈希表
		for (size_t i = 0; i < nNum; i++)
		{
			int nIndex = i / 8;
			if (nIndex >= 0 && nIndex < uReadDataList.size())
			{
				int nBit = i - (8)*nIndex;
				if (nBit >= 0 && nBit < 8)
				{
					uint16_t uValue = (uReadDataList[nIndex] & (1 << nBit)) > 0 ? 1 : 0;
					m_readValueCoilsHash[nStartAddress + i] = uValue;
				}
			}
		}
	}

	m_mutex.unlock();
	return true;
}

bool cModbusItem::ctxWriteRegister(uint16_t nStartAddress, uint16_t uValue)
{
	m_mutex.lock();
	int nLen = m_pMaster->WriteSingleRegister(m_nServerID, nStartAddress, uValue);
	m_mutex.unlock();
	return true;
}

bool cModbusItem::ctxWriteCoil(uint16_t nStartAddress, bool bState)
{
	m_mutex.lock();
	int nLen = m_pMaster->WriteSingleCoil(m_nServerID, nStartAddress, bState);
	m_mutex.unlock();
	return true;
}



三、下载链接

https://download.csdn.net/download/u013083044/87062401

c++ 开源modbus库,C++,Qt,c++,tcp/ip,开发语言文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-587359.html

到了这里,关于C++基于开源Modbus Tcp 通讯应用客户端(稳定高效,多线程后台状态读取,不卡顿)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包赞助服务器费用

相关文章

  • Qt 服务器/客户端TCP通讯

    Qt 服务器/客户端TCP通讯

    最近需要用到TCP/IP通讯,这边就先找个简单的例程学习一下。Qt的TCP通讯编程可以使用QtNetwork模块,QtNetwork模块提供的类能够创建基于TCP/IP的客户端与服务端应用程序,一般会使用QTcpSocket、QTcpServer类 网络通信方式主要有两种:TCP与UDP。以下拷贝网络上总结两者之间的区别:

    2023年04月26日
    浏览(5)
  • S7-200SMART 实现MODBUS TCP通信的具体方法示例(客户端读写+服务器响应)

    S7-200SMART 实现MODBUS TCP通信的具体方法示例(客户端读写+服务器响应)

    前面和大家介绍了MODBUS TCP的基本使用方法,具体可参考以下链接中的内容: S7-200SMART实现MODBUS TCP通信(客户端+服务器)的具体方法和步骤示例 本次继续和大家分享S7-200SMART 中实现MODBUS TCP通信的具体方法 , 任务要求:

    2024年02月16日
    浏览(21)
  • 三菱FX5U modbus tcp协议 plc做服务器和客户端案例程序

    三菱FX5U modbus tcp协议 plc做服务器和客户端案例程序

    三菱FX5U  modbus tcp协议  plc做服务器和客户端案例程序,提供调试工具,程序注解,通讯协议功能的配置。 标题:三菱FX5U PLC在Modbus TCP协议中充当服务器和客户端的案例程序及通信配置详解 摘要:本文主要介绍了如何在三菱FX5U PLC上实现Modbus TCP协议的服务器和客户端功能,并

    2024年04月17日
    浏览(32)
  • TCP通信之QTcpServer和QTcpSocket,服务器和客户端通讯

    TCP通信之QTcpServer和QTcpSocket,服务器和客户端通讯

    TCP传输控制协议 是一个可靠的(相对于UDP),面向流,面向连接的运输协议。 Socket 俗称“套接字”。就是对网络中不同主机上的应用进程之间进行双向通信的端点的抽象。一个套接字就是网络上进程通信的一端,提供了应用层进程利用网络协议交换数据的机制。从所处的地

    2024年02月12日
    浏览(11)
  • Modbus协议及基于Python的ModbusTCP客户端实现

    Modbus 协议是由 Modicon 公司(现在的施耐德电气 Schneider Electric )于1979年为使用可编程逻辑控制器(PLC)通信而推出,主要建立在物理串口、以太网 TCP/IP 层之上,目前已经成为工业领域通信协议的业界标准,广泛应用在工业电子设备之间的互联。 Modbus技术文档 Modbus 是OSI模型

    2024年02月07日
    浏览(6)
  • python实现TCP数据通讯,socket 客户端断开依然保持监听,多线程。

    服务端: 客户端: 服务端采用 try...except .. 形式,代码如下:

    2024年02月14日
    浏览(10)
  • ESP8266模块,STA模式(与手机搭建TCP通讯,EPS8266为客户端)

    ESP8266模块,STA模式(与手机搭建TCP通讯,EPS8266为客户端)

    专题文章: ESP8266模块,STA模式(与电脑搭建TCP通讯,ESP8266为客户端) ESP8266模块,STA模式(与电脑搭建TCP通讯,ESP8266为服务端) ESP8266模块,SoftAP模式(与电脑搭建TCP通讯,ESP8266为客户端) ESP8266模块,SoftAP模式(与电脑搭建TCP通讯,ESP8266为服务端) ESP8266模块,STA模式(

    2024年04月28日
    浏览(4)
  • SpringBoot中使用Netty实现TCP通讯,服务器主动向客户端发送数据

    SpringBoot中使用Netty实现TCP通讯,服务器主动向客户端发送数据

    Springboot项目的web服务后台,web服务运行在9100端口。 后台使用netty实现了TCP服务,运行在8000端口。 启动截图如下: 启动类修改: 服务器查看当前所有连接的客户端  服务器获取到所有客户单的ip地址及端口号后,即可通过其给指定客户端发送数据  

    2024年02月11日
    浏览(12)
  • 如何链接多个modbus_tcp设备,并将设备数据写入同一个modbusSlave,以便外部客户端获取所有链接设备的数据。

    在modbus通信中,一个modbus服务器一次只能链接一个客户机,那么,外部客户端要获取多个设备的modbus数据,就需要使用链接一个专用的mosbus服务器,一下就是详细解决方法。 第一步:创建modbus客户端,链接一个modbus设备,然后再链接一个共有的modbus服务器,modbus客户端可以连

    2024年04月25日
    浏览(32)
  • python 与PLC 基于 modbus tcp 协议通讯

    python 与PLC 基于 modbus tcp 协议通讯

    Modbus是一种串行通信协议,是工业领域通信协议的业界标准,是工业电子设备之间常用的连接方式。最近在工作中需要上位机python程序和PLC做通讯,就测试了下使用modbus tcp 通讯。         目前实际测试结果是与西门子PLC/信捷PLC都可以正常通讯使用,但是看到网上说可以传输

    2024年02月17日
    浏览(4)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包