Modbus主站（Master）
定义
一、说明
Modbus是OSI模型第7层上的应用层报文传输协议，它在连接至不同类型总线或网络的设备之间提供客户机/服务器通信。
自从 1979 年出现工业串行链路的事实标准以来，Modbus使成千上万的自动化设备能够通信。目前，继续增加对简单而雅观的Modbus结构支持。互联网组织能够使TCP/IP栈上的保留系统端口502 访问Modbus。
所以总结来说Modbus是一个请求/应答的总线协议。
所以我们开发了这个组件，方便大家使用。
二、特点
- 简单易用。
- 内存池支持
- 高性能
- 易扩展。
- 支持全数据类型的读写。
三、产品应用场景
- 所有
Modbus使用场景：可跨平台使用。
四、可配置项
无单独配置项。
五、支持插件
无单独支持插件。
六、创建
目前TouchSocket.Modbus支持Tcp、Udp、Rtu、RtuOverTcp、RtuOverUdp等协议。下面会一一介绍创建过程。
6.1 创建ModbusTcpMaster
6.2 创建ModbusUdpMaster
6.3 创建ModbusRtuMaster
6.4 创建ModbusRtuOverTcpMaster
6.5 创建ModbusRtuOverUdpMaster
七、读写操作
7.1 原生接口操作
所有的Modbus主站都支持以下原生接口操作：
以读线圈操作为例：
7.2 快捷扩展实现
因为Modbus的操作一般比较固化，所以ModbusMaster扩展了以下快捷操作：
7.2.1 读取线圈（FC1）。
7.2.2 读取离散输入（FC2）。
7.2.3 读取保持寄存器（FC3）。
7.2.4 读取输入寄存器（FC4）。
7.2.5 写入单个线圈（FC5）。
7.2.6 写入单个寄存器（FC6）。
7.2.7 写入多个线圈（FC15）。
7.2.8 写入多个寄存器（FC16）。
写入字符串时，应当保证写入后的字节总数为双数。如果是单数，则会报错。
以上扩展方法还有更多重载。例如：站号、超时时间、可取消令箭等参数。
八、更多写入与读取
线圈与离散输入的写入与读取比较单一，上述操作即可满足大部分需求。
下面介绍读写保持寄存器、读取输入寄存器的多元化方式。
读取寄存器到集合。如果该集合中的数据是一类数据，例如全是uint32类型。那么可以使用下列方式：
该集合支持全部基础数据类型，和非托管类型，例如：DataTime和TimeSpan。
当寄存器的数据不规则时，可能需要依次读取。例如：
当写入下列数据时：
就需要依次读取：
读写任意类型：
配合序列化模块，可以任意读写任意类型。
上述所有类型可以任意组合使用，只需要读取的时候按序读取即可。
九、ModbusObject操作
ModbusObject的操作由于性能和其它设计缺陷问题，以后版本不再维护，也可能会废弃，请谨慎使用。
此处更为推荐使用Plc Modbus配合PlcObject
9.1 基本使用
一般的，我们使用Modbus，都是通过Master直接Read或Write。所以有时候需要维护的代码会非常多，而且容易出错。
所以，我们提供了ModbusObject，可以简化Modbus的读写操作。
ModbusObject可以理解为一个实体类，我们只需要定义需要读写的属性，然后就可以直接读写了。
例如：我们需要读写线圈。
则声明一个新建类MyModbusObject，继承ModbusObject。
然后声明一个属性MyProperty1。类型为bool。并使用ModbusProperty特性标记，同时指定站号、数据区、起始地址、超时时间等。
然后在属性实现中使用GetValue和SetValue方法。
class MyModbusObject : ModbusObject
{
/// <summary>
/// 声明一个来自线圈的bool属性。
/// <para>
/// 配置：站号、数据区、起始地址、超时时间
/// </para>
/// </summary>
[ModbusProperty(SlaveId = 1, Partition = Partition.Coils, StartAddress = 0, Timeout = 1000)]
public bool MyProperty1
{
get { return this.GetValue<bool>(); }
set { this.SetValue(value); }
}
}
然后我们可以通过IModbusMaster的扩展方法来创建该对象。
然后可以像访问属性那样的访问Modbus。
var master = GetModbusTcpMaster();
var myModbusObject = master.CreateModbusObject<MyModbusObject>();
myModbusObject.MyProperty1 = true;//直接赋值线圈
Console.WriteLine(myModbusObject.MyProperty1.ToJsonString());//读取，然后以json格式化
9.2 读写寄存器
对于寄存器，我们也可以以属性的方式直接读写基础类型。
例如下列，我们可以直接读写short类型。
在配置时，除了可配置站号、数据区、起始地址、超时时间外，还可以配置端序。
class MyModbusObject : ModbusObject
{
/// <summary>
/// 声明一个来自保持寄存器的short属性。
/// <para>
/// 配置：站号、数据区、起始地址、超时时间、端序
/// </para>
/// </summary>
[ModbusProperty(SlaveId = 1, Partition = Partition.HoldingRegisters, StartAddress = 0, Timeout = 1000, EndianType = TouchSocket.Core.EndianType.Big)]
public short MyProperty3
{
get { return this.GetValue<short>(); }
set { this.SetValue(value); }
}
/// <summary>
/// 声明一个来自输入寄存器的short属性。
/// <para>
/// 配置：站号、数据区、起始地址、超时时间、端序
/// </para>
/// </summary>
[ModbusProperty(SlaveId = 1, Partition = Partition.InputRegisters, StartAddress = 0, Timeout = 1000, EndianType = TouchSocket.Core.EndianType.Big)]
public short MyProperty4
{
get { return this.GetValue<short>(); }
}
}
常用的数据类型，基本都支持，例如：int16、uint16、int32、uint32、int64、uint64、float、double、char等。
9.3 读写数组
当操作的数据是数组时，也可以直接读写。但是需要使用GetValueArray和SetValueArray方法。
使用数组时，需要指定数组的长度。也就是Quantity。
在线圈和离散输入中，该值就是读取的数量。
在寄存器中，该值是读取时的数组长度，并非寄存器个数。例如：当读取int32数组时，如果该值是5，那就是需要读取10个寄存器。
class MyModbusObject : ModbusObject
{
/// <summary>
/// 声明一个来自线圈的bool数组属性。
/// <para>
/// 配置：站号、数据区、起始地址、超时时间、数量
/// </para>
/// </summary>
[ModbusProperty(SlaveId = 1, Partition = Partition.Coils, StartAddress = 1, Timeout = 1000, Quantity = 9)]
public bool[] MyProperty11
{
get { return this.GetValueArray<bool>(); }
set { this.SetValueArray(value); }
}
/// <summary>
/// 声明一个来自离散输入的bool数组属性。
/// <para>
/// 配置：站号、数据区、起始地址、超时时间、数量
/// </para>
/// </summary>
[ModbusProperty(SlaveId = 1, Partition = Partition.DiscreteInputs, StartAddress = 1, Timeout = 1000, Quantity = 9)]
public bool MyProperty22
{
get { return this.GetValue<bool>(); }
}
/// <summary>
/// 声明一个来自保持寄存器的short数组属性。
/// <para>
/// 配置：站号、数据区、起始地址、超时时间、端序、数组长度
/// </para>
/// </summary>
[ModbusProperty(SlaveId = 1, Partition = Partition.HoldingRegisters, StartAddress = 1, Timeout = 1000, EndianType = TouchSocket.Core.EndianType.Big, Quantity = 9)]
public short[] MyProperty33
{
get { return this.GetValueArray<short>(); }
set { this.SetValueArray(value); }
}
/// <summary>
/// 声明一个来自输入寄存器的short数组属性。
/// <para>
/// 配置：站号、数据区、起始地址、超时时间、端序、数组长度
/// </para>
/// </summary>
[ModbusProperty(SlaveId = 1, Partition = Partition.InputRegisters, StartAddress = 0, Timeout = 1000, EndianType = TouchSocket.Core.EndianType.Big, Quantity = 10)]
public short[] MyProperty44
{
get { return this.GetValueArray<short>(); }
}
}