解读Modbus通信协议

Modbus通信协议是什么?

Modbus协议早前被用在PLC控制器中，后来被广泛应用在工业控制器、HMI和传感器上，成为了一种主流的通讯协议，用于和外围设备进行通讯。Modbus协议作为当今工业控制领域的通用通讯协议，在无数物联网产品中得到应用，ModBus网络是一个工业通信系统，系统结构既包括硬件、也包括软件，应用于各种数据采集和过程监控。

Modbus通信协议有何特点？

1、标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。

2、Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。

3、Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂，用户使用容易，厂商开发简单。

Modbus的三种传输模式

1、基于串口的Modbus-RTU

数据按照标准串口协议进行编码，是使用最广泛的一种Modbus协议，采用CRC-16_Modbus校验算法。

2、基于串口的Modbus-ASCII

所有数据都是ASCII格式，一个字节的原始数据需要两个字符来表示，效率低，采用LRC校验算法。

3、基于网口的Modbus-TCP

Modbus-TCP基于TCP/IP协议，占用502端口，数据帧主要包括两部分：MBAP（报文头）+PDU（帧结构），数据块与串行链路是一致的。

在使用Modbus协议时，要确定是哪种模式，3种模式区别还是很大的。有些设备支持多种Modbus模式，有些设备只支持其中一种，对于这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的。

Modbus的4种数据类型

1、离散量输入（Discretes Input ）：1位，只读；

2、线圈（Coils）：1位，读写；

3、输入寄存器（Input Registers ）：16位，只读；

4、保持寄存器（Holding Registers）：16位，读写。

Modbus的接线方法（以RS485为例）

RS485的应用挺广泛，可以支持ModBus协议，因为简单、便宜、可靠、成熟，所以在工业控制、智能仪表和电力通信领域应用很多。理论上，一条RS485总线的传输距离可以达到1200米，但实际应用中受通信芯片、波特率和线材、干扰等影响，实际上是远远达不到这个数值的；理论上，一条RS485总线可以挂254台设备，实际上也远远达不到，通常的应用中，也就是30台左右；RS485总线要采用手拉手式的总线结构，坚决杜绝星型连接和分叉连接。

简单是Modbus如此普遍的主要原因，Modbus就是一种用于工业控制的协议，具有免费使用、上手简单、修改方便三大特点，已经被广泛使用。此协议支持传统的RS-232、RS-485、RS-422和以太网设备，许多工业设备，包括PLC，DCS，智能仪表，变频器等都在使用Modbus协议作为他们之间的通讯标准，有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。