Day 6 - Modbus TCP 与客户端抽象

建议用时：150-210 分钟

你将学会什么

认识 MBAP 头
匹配事务编号
用接口统一读写操作

Modbus TCP 使用 MBAP 头和事务编号，不使用 RTU CRC；业务层不应该关心底层是 RTU 还是 TCP。今天的 3 个例子都要亲手敲，不能只复制，也不能只看运行结果。

标为 Program.cs 的最小例子可以放进控制台练习项目；标为 Service、ViewModel、XAML 或 SQL 文件的例子，要在本周项目中按前一天已经建立的模型继续敲。文件名和上下文不同，不要把所有片段塞进同一个 Program.cs。

学习衔接

这是 Week 15 的第 6 天。先使用前面已经掌握的 C#、异步、异常、接口和 MVVM，只增加今天这一层上位机能力。

今天的最低通过线

顺序	必须掌握	怎么证明
1	认识 MBAP 头	能用自己的话解释并完成对应例子
2	匹配事务编号	能用自己的话解释并完成对应例子
3	用接口统一读写操作	能用自己的话解释并完成对应例子

先用大白话理解

Modbus TCP 使用 MBAP 头和事务编号，不使用 RTU CRC；业务层不应该关心底层是 RTU 还是 TCP。

学习时固定按这个顺序：


先看数据是什么
-> 再看最小代码
-> 对照运行结果
-> 修改一个参数
-> 故意制造错误
-> 最后组合进上位机项目

例子 1：构造 MBAP 头字段

文件：Program.cs


ushort transactionId = 1;
ushort protocolId = 0;
ushort length = 6;
byte unitId = 1;
Console.WriteLine($"事务={transactionId}, 协议={protocolId}, 长度={length}, 单元={unitId}");

运行结果或界面效果：


事务=1, 协议=0, 长度=6, 单元=1

必须改一次： 每次请求递增事务编号。

例子 2：验证事务编号

文件：Program.cs


ushort sentTransaction = 10;
ushort receivedTransaction = 10;
Console.WriteLine(sentTransaction == receivedTransaction ? "响应匹配" : "响应不匹配");

运行结果或界面效果：


响应匹配

必须改一次： 测试乱序响应。

例子 3：统一 Modbus 接口

文件：Program.cs


public interface IModbusClient
{
    Task<ushort[]> ReadHoldingRegistersAsync(byte unitId, ushort address, ushort count, CancellationToken token);
    Task WriteSingleRegisterAsync(byte unitId, ushort address, ushort value, CancellationToken token);
}

运行结果或界面效果：


业务层只依赖 IModbusClient

必须改一次： 分别规划 RtuModbusClient 和 TcpModbusClient。

常见错误和修法

给 Modbus TCP 帧继续追加 CRC
不验证事务编号
ViewModel 直接拼接协议字节

修错顺序固定为：先看第一条异常和行号，再看输入数据，再看原始字节或状态，最后才怀疑框架。

小白重复敲写训练

不看上面的代码，重新敲“构造 MBAP 头字段”。
不看上面的代码，重新敲“验证事务编号”。
不看上面的代码，重新敲“统一 Modbus 接口”。
完成改动任务：每次请求递增事务编号。
完成改动任务：测试乱序响应。
完成改动任务：分别规划 RtuModbusClient 和 TcpModbusClient。

每日小测

今天的知识在上位机里解决什么问题？
三个例子分别输入了什么，输出了什么？
如果运行结果不对，你第一步检查什么？
哪一段代码负责停止、超时或错误处理？

小测答案

答案不能只背一句话。回到三个例子，用代码中的变量、方法和输出逐项说明。能脱离页面说清楚，才算真的理解。

今日作业

新建空项目，不复制地重做三个例子。
每个例子都完成“必须改一次”。
故意制造一个错误，记录错误文字和修复办法。
把今天代码提交到自己的练习仓库。

作业验收

三个例子都能运行或显示预期界面。
能解释关键数据从哪里来、经过什么处理、最后去哪里。
失败时不会让程序无提示崩溃。
能说出今天内容如何进入“Avalonia Modbus 设备监控器”。