Modbus通讯协议

Modbus通讯协议

Modbus协议是一种用于电子控制器之间的通信协议，‌它允许不同类型的设备之间进行通信，‌以便进行数据交换和控制。‌Modbus协议最初为可编程逻辑控制器（‌PLC）‌通信开发，‌现已广泛应用于工业自动化领域，‌包括但不限于工业控制、‌楼宇自动化、‌能源管理等领域。‌该协议支持多种通信接口和物理介质，‌包括串行（‌RS-232、‌RS-485等）‌、‌以太网以及无线通信等，‌使其能够适应各种不同的应用场景。‌

Modbus用来干什么?

Modbus协议就是用来进行通信的一种限制，客户端给服务器发送一条命令帧，服务器接收到命令帧后给客户端返回一条响应帧。 比如：客户端给服务器发送一条123，当服务器接收到的消息也就是123，如果遵守Modbus协议的话它可能就是其他意思，具体需要根据客户端发送的请求帧来判断。 (说白了就是通过modbus协议告诉服务器你要干什么)

Modbus 主/从技术

Modbus RTU 协议使用主/从技术在设备之间进行通信。这意味着，任何使用 Modbus RTU 协议的应用程序都将有一个 Modbus 主站和至少一个 Modbus 从站。Modbus Master 通常是一台运行软件的主机监控计算机，它将与一个或多个 Modbus Slave 设备进行通信。

Modbus 从设备是执行系统参数测量和控制系统中的开/关设备的设备。为了执行这些任务，主站向 Modbus 从站发送消息，请求执行特定任务。

Modbus RTU 协议使用格式化的消息在主机和从机之间进行通信。消息由系统 Master 发起并发送到 Slave 设备。然后，从站以请求的数据进行响应，或者确认它执行了请求的功能。所有进出主站的消息都包含一个两字节（16 位）CRC（循环冗余校验）校验和值，用于错误检查。如果将无效请求传输到 Modbus 从站，则会返回一个字节（8 位）错误代码值，说明请求错误的原因。

Modbus 主站消息包含几个重要的信息。每条消息都以接受消息的设备的从地址开始。接下来是要执行的功能编号（或命令）。后面是指定函数正确执行所需的任何数据。从地址是一个单字节（8 位）值，可用值范围在 0-247 之间。Modbus 功能号也是一个字节值，并且在协议中定义了许多标准化功能号。支持所请求功能所需的任何数据值的长度将是一个或多个字节。Modbus 从站响应消息将包含响应的从站地址、功能编号和主站请求的任何必要数据。

Modbus协议的主要特点：‌

灵活性：‌支持多种通信模式，‌如ASCII、‌RTU（‌串行通信）‌和TCP/IP（‌网络通信）‌，‌这使得Modbus协议能够适应不同的通信需求和数据传输方式。‌

主从架构：‌系统中有一个主节点（‌Master）‌和多个从节点（‌Slave）‌，‌主节点负责发起请求，‌从节点响应请求，‌这种架构使得Modbus协议非常适合于需要集中控制和分散监测的应用场景。‌

数据校验：‌为了确保数据传输的准确性，‌Modbus协议采用了数据校验机制，‌如奇偶校验、‌LRC校验和CRC校验等，‌以减少数据传输错误的可能性。‌

功能码：‌Modbus协议使用功能码（‌FC）‌来定义不同的操作类型，‌如读取寄存器值、‌写入寄存器值等，‌这些功能码使得主节点可以精确控制从节点的行为。‌

modbus通信的过程？

上位机需要选择合适的 Modbus 协议栈、配置 Modbus 通信参数、建立 Modbus 通信连接、发送 Modbus 命令帧、接收 Modbus 响应帧和关闭 Modbus 通信连接等步骤。
 

Modbus的三种协议

Modbus-RTU协议

Modbus RTU 协议是一种开放的串行协议，广泛应用于当今的工业监控设备中。该协议使用 RS-232 或 RS-485 串行接口进行通信，并得到市场上几乎所有商业 SCADA、HMI、OPC 服务器和数据采集软件程序的支持。因此，很容易将 Modbus 兼容设备集成到新的或现有的监控应用程序中，并具有即时的软件支持。

帧结构：设备地址、功能码、数据和CRC校验字段。

常用功能码：Modbus-RTU协议定义了一系列常用的功能码，用于执行不同的操作，如读取保持寄存器、写入单个寄存器、写入多个寄存器等。

(1). 功能码-0x03读保持寄存器：该功能码用于从设备中读取一个或多个保持寄存器的值。
(2). 功能码-0x06写单个寄存器：该功能码用于向设备中写入一个保持寄存器的值。
(3). 功能码-0x10写多个寄存器：该功能码用于向设备中写入多个连续的保持寄存器的值。

Modbus-ASCII协议

Modbus-ASCII是一种基于ASCII码的Modbus通信协议。数据以ASCII字符形式传输，每个字节由两个ASCII字符表示。

帧形式：起始符号、设备地址、功能码、数据和LRC校验字段。

Modbus-TCP协议

Modbus TCP是Modbus协议的一种变体，它使用TCP/IP网络进行设备之间的通信。Modbus TCP协议帧与Modbus RTU或Modbus ASCII不同，因为它包含了TCP头部、IP头部以及可能的以太网头部。

Modbus TCP协议的帧结构如下：

(1). MBAP头（Modbus应用数据单元）：

        事务处理标识：客户端生成的随机数，由服务器返回，可用于匹配请求和响应。

         协议标识：在Modbus TCP中，该字段固定是00 00。

        数据长度：请求或响应数据的长度，包括单元标识符、功能代码、数据和校验和，但不包括MBAP头。

        单元标识符：在Modbus TCP中，一般设置为0或者连续的从设备地址。

(2). 功能代码：表示要执行的功能。

(3). 数据：根据功能代码不同，数据字段的长度也不同。

(4). 校验和：使用CRC（循环冗余校验）算法得到的校验和，用于检测传输过程中数据的完整性。

事务处理标识符	协议标识	数据长度	单元标识符	功能码	数据字段	效验
00 01	00 00	00 06	01	03	00 00 00 0A	9378

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