使用C# Socket读取以太网温湿度传感器数据（附完整源码）

作者：与非网社区工程师​

发布日期：2026-10-30​

一、前言

在机房监控、智能农业、医药仓储等场景中，以太网温湿度传感器因其布线简单、传输距离远、易于组网等优点，逐渐取代了传统的RS485方案。对于上位机开发人员来说，如何通过C#程序直接读取传感器数据，是项目中常见的需求。

本文以一款工业现场常见的传感器为例，介绍如何使用 C# Socket + Modbus TCP协议​ 读取温湿度数据，并给出可直接编译运行的完整源码。

二、硬件与环境说明

1. 传感器选型

通信接口：RJ45，支持10/100M自适应以太网

通信协议：Modbus TCP

供电方式：PoE 或 DC 12–24V

温度量程：-20℃ ～ +80℃，精度 ±0.3℃

湿度量程：0% ～ 100% RH，精度 ±2% RH

支持多从站ID，适用于复杂工业网络

2. 软件环境

操作系统：Windows 10 / 11

开发工具：Visual Studio 2022

.NET 版本：.NET 6.0（也可兼容 .NET Framework 4.7.2+）

网络环境：PC 与传感器在同一局域网

三、Modbus TCP 协议简要说明

温度：寄存器地址 0x0000（实际发送 0x0000）

湿度：寄存器地址 0x0001

四、C# Socket 通信实现

1. 建立TCP连接

using System;
using System.Net;
using System.Net.Sockets;
using System.Text;

class ModbusTcpClient
{
    private Socket _socket;
    private string _ip;
    private int _port;

    public ModbusTcpClient(string ip, int port = 502)
    {
        _ip = ip;
        _port = port;
    }

    public bool Connect()
    {
        try
        {
            _socket = new Socket(AddressFamily.InterNetwork, 
                                SocketType.Stream, 
                                ProtocolType.Tcp);
            _socket.Connect(new IPEndPoint(IPAddress.Parse(_ip), _port));
            Console.WriteLine("连接传感器成功！");
            return true;
        }
        catch (Exception ex)
        {
            Console.WriteLine("连接失败：" + ex.Message);
            return false;
        }
    }
}

2. 构造Modbus TCP读取报文

private byte[] BuildReadCommand(byte slaveId, ushort startAddr, ushort length)
{
    byte[] cmd = new byte[12];
    
    // 事务标识（可自增）
    cmd[0] = 0x00;
    cmd[1] = 0x01;
    
    // 协议标识（0 = Modbus）
    cmd[2] = 0x00;
    cmd[3] = 0x00;
    
    // 长度（后面字节数）
    cmd[4] = 0x00;
    cmd[5] = 0x06;
    
    // 从站地址
    cmd[6] = slaveId;
    
    // 功能码 0x03
    cmd[7] = 0x03;
    
    // 起始地址
    cmd[8] = (byte)(startAddr >> 8);
    cmd[9] = (byte)(startAddr & 0xFF);
    
    // 寄存器数量
    cmd[10] = (byte)(length >> 8);
    cmd[11] = (byte)(length & 0xFF);
    
    return cmd;
}

3. 发送并解析温湿度数据

public void ReadTemperatureAndHumidity()
{
    if (_socket == null || !_socket.Connected)
    {
        Console.WriteLine("请先连接传感器！");
        return;
    }

    // 读取温度（假设地址0x0000）
    byte[] tempCmd = BuildReadCommand(0x01, 0x0000, 0x0001);
    _socket.Send(tempCmd);
    byte[] tempResp = new byte[256];
    int tempLen = _socket.Receive(tempResp);

    // 解析温度（示例：直接取寄存器值/10）
    ushort tempRaw = (ushort)((tempResp[9] << 8) | tempResp[10]);
    double temperature = tempRaw / 10.0;

    // 读取湿度（假设地址0x0001）
    byte[] humCmd = BuildReadCommand(0x01, 0x0001, 0x0001);
    _socket.Send(humCmd);
    byte[] humResp = new byte[256];
    int humLen = _socket.Receive(humResp);

    ushort humRaw = (ushort)((humResp[9] << 8) | humResp[10]);
    double humidity = humRaw / 10.0;

    Console.WriteLine($"当前温度：{temperature} ℃");
    Console.WriteLine($"当前湿度：{humidity} %RH");
}

4. 完整调用示例

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        ModbusTcpClient client = new ModbusTcpClient("192.168.1.100");
        if (client.Connect())
        {
            client.ReadTemperatureAndHumidity();
        }
        Console.ReadLine();
    }
}

五、调试技巧与常见问题

1. 连接超时或拒绝

确认PC与传感器IP是否在同一网段

使用 ping 192.168.1.100 测试网络连通性

检查传感器是否开启了TCP端口（默认502）

2. 数据解析异常

使用 Wireshark​ 抓包对比Modbus报文

确认寄存器地址是否从0开始还是从1开始（不同厂家定义不同）

注意字节序（大端/小端）

3. 多传感器并发访问

每个传感器建议使用独立Socket连接

避免频繁短连接，可采用长连接 + 心跳机制

六、总结

理解Modbus TCP协议帧结构

使用Socket建立TCP连接并发送十六进制命令

正确解析寄存器数据并转换为工程值

掌握基本排错方法（Ping、Wireshark、配置工具）