作為工控人，Modbus 通訊協(xié)議想必都不陌生，Modbus 通訊協(xié)議可以說是工業(yè)自動化領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的通訊協(xié)議，因?yàn)樗拈_放性、可擴(kuò)充性和標(biāo)準(zhǔn)化使他成為通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

1979 年施耐德電氣制定了一個用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議 Modbus 協(xié)議，現(xiàn)在工業(yè)中使用 RS485 通信場合很多都采用 Modbus 協(xié)議，所以今天我們來了解下 Modbus 通信協(xié)議。

Modbus 是 Modicon 公司為其 PLC 通訊而開發(fā)的一種通訊協(xié)議。也是全球第一個真正用于工業(yè)現(xiàn)場的總線協(xié)議。Modbus 網(wǎng)絡(luò)是一個工業(yè)通信系統(tǒng)，由帶智能終端的可編程序控制器和計(jì)算機(jī)通過公用線路或局部專用線路連接而成。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)既包括硬件、亦包括軟件。它可應(yīng)用于各種數(shù)據(jù)采集和過程監(jiān)控。

Modbus 特點(diǎn)：

（1）標(biāo)準(zhǔn)、開放，用戶可以免費(fèi)、放心地使用 Modbus 協(xié)議，不需要交納許可證費(fèi)，也不會侵犯知識產(chǎn)權(quán)。

（2）Modbus 可以支持多種電氣接口，如 RS－232、RS－485 等，還可以在各種介質(zhì)上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。

（3）Modbus 的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。用戶使用容易，廠商開發(fā)簡單。

從 1979 年問世至今，已經(jīng)成為工業(yè)通訊領(lǐng)域的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，最初的 Modbus 僅支持串口，分為 Rtu 和 ACSII 兩種信號傳輸模式（一般基于 RS485 串口通信媒介）。而隨著時代的變遷，Modbus 新增了 TCP 版本，可以通過以太網(wǎng)進(jìn)行通訊，此外 Modbus 還有一個 Modicon 專用的 Modbus Plus 版本。

Modbus 是一種單主站的主／從通訊模式，由 1 個子站和多個從站組成，允許多個設(shè)備連接在同一個網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通訊。

Modbus 三種通信協(xié)議介紹：

Modbus TCP，以太網(wǎng)，RJ45。

Modbus RTU／ASCII，異步串行通訊，RS232／485／422、光纖、無線

Modbus Plus，高速令牌傳遞網(wǎng)絡(luò)，同軸電纜或光纜。

其中 Modbus RTU、Modbus TCP 最為常用。

信號傳輸模式對比

一、RTU 與 ASCII

1、Modbus ASCII 協(xié)議擁有開始和結(jié)束標(biāo)記，Modbus RTU 沒有。

這就使得 ASCII 協(xié)議中對數(shù)據(jù)包的處理能夠更加的方便。

例如：ASCII 協(xié)議中一個數(shù)據(jù)包之間的傳輸間隔可以高達(dá) 1s（一般不超過 1s，超過 1s 接收設(shè)備認(rèn)為出錯）。

RTU 協(xié)議中規(guī)定每兩個字節(jié)中之間發(fā)送或接收時間不得超過 3．5 倍的字符傳輸時間，否則超過這一規(guī)定時間則會認(rèn)為是新幀的開始。

2、ASCII 協(xié)議的可讀性強(qiáng)、傳輸效率低。

由于 ASCII 協(xié)議傳輸?shù)亩际强梢姷?ASCII 字符，所以調(diào)試階段會顯得更加直觀。

但是這同時也是它的缺點(diǎn)，可讀性的增加帶來的就是通訊傳輸效率低。例如傳輸 1 個十六進(jìn)制數(shù) 0xF9，ASCII 就要傳送“F”和“9”兩個字符，其對應(yīng)的 ASCII 碼是 0x46 和 0x39 兩個字節(jié)，而 RTU 只需要 1 個字節(jié)就可以完成傳輸。

而 Modbus 作為應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域的通信協(xié)議，面向的主要是技術(shù)工人和工程師，不需要很強(qiáng)的可讀性，反而傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量一般會比較大，所以在工業(yè)現(xiàn)場很少會采用 ASCII 協(xié)議。

3、校驗(yàn)程序不同

RTU 采用 CRC 校驗(yàn)，而 ASCII 采用 LRC 校驗(yàn)。LRC 校驗(yàn)程序相對 CRC 校驗(yàn)程序簡單。兩種校驗(yàn)方法會在后續(xù)文章中詳細(xì)介紹。

二、TCP 與 Rtu

1、概念不同：Modbus 是一種標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制數(shù)據(jù)交換協(xié)議，可以用 RTU 和 ASCII 兩種方式進(jìn)行協(xié)議數(shù)據(jù)的互傳，RTU 是通過二進(jìn)制數(shù)據(jù)方式直接傳送數(shù)據(jù)，而 TCP 是通過將每字節(jié)二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為固定兩位十六進(jìn)制字符串，再依次串聯(lián)在一起，以 TCP 碼形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，一般用得最多的還是 RTU 方式。

2、通信方式不同：以太網(wǎng)，對應(yīng)的通信模式是 Modbus TCP。異步串行傳輸（各種介質(zhì)如有線 RS－232－／422／485／；光纖、無線等），對應(yīng)的通信模式是 Modbus Rtu 或 Modbus ASCII。高速令牌傳遞網(wǎng)絡(luò)，對應(yīng)的通信模式是 Modbus PLUS。

審核編輯 黃宇