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2020-8-27 閱讀(1318)
有關Modbus通信協議的認識
Modbus已經成為工業(yè)領域通信協議的業(yè)界標準（De facto），并且現在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式。Modbus是一種串行通信協議，是Modicon公司（現在的施德電氣 Schneider Electric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表。
中文名Modbus通訊協議外文名Modbus protocol發(fā)明時間1979年定 義一個工業(yè)通信系統連接組成帶智能終端通過公用線路連接
簡介編輯
Modbus是一種串行通信協議，是Modicon公司（現在的施德電氣Schneider Electric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表。Modbus已經成為工業(yè)領域通信協議的業(yè)界標準（De facto），并且現在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式。 [1] Modbus比其他通信協議使用的更廣泛的主要原因有：
公開發(fā)表并且無版權要求
易于部署和維護
對供應商來說，修改移動本地的比特或字節(jié)沒有很多限制
Modbus允許多個 (大約240個) 設備連接在同一個網絡上行通信，舉個例子，一個由測量溫度和濕度的裝置，并且將結果發(fā)送給計算機。在數據采集與監(jiān)視控制系統（SCADA）中，Modbus通常用來連接監(jiān)控計算機和遠程終端控制系統（RTU）。
協議版本編輯
Modbus協議目前存在用于串口、以太網以及其他支持互聯網協議的網絡的版本。
大多數Modbus設備通信通過串口EIA-485物理層行。
對于串行連接，存在兩個變種，它們在數值數據表示不同和協議細節(jié)上略有不同。Modbus RTU是一種緊湊的，采用二制表示數據的方式，Modbus ASCII是一種人類可讀的，冗長的表示方式。這兩個變種都使用串行通信（serial communication）方式。RTU格式后續(xù)的命令/數據帶有循環(huán)冗余校驗的校驗和，而ASCII格式采用縱向冗余校驗的校驗和。被配置為RTU變種的節(jié)點不會和設置為ASCII變種的節(jié)點通信，反之亦然。
對于通過TCP/IP（例如以太網）的連接，存在多個Modbus/TCP變種，這種方式不需要校驗和計算。
對于所有的這三種通信協議在數據模型和功能調用上都是相同的，只有封裝方式是不同的。
Modbus有一個擴展版本Modbus Plus（Modbus+或者MB+），不過此協議是Modicon有的，和Modbus不同。它需要一個門的協處理器來處理類似HDLC的速令牌旋轉。它使用1Mbit/s的雙絞線，并且每個節(jié)點都有轉換隔離裝置，是一種采用轉換/邊緣觸發(fā)而不是電壓/水平觸發(fā)的裝置。連接Modbus Plus到計算機需要特別的接口，通常是支持ISA（SA85），PCI或者PMCIA總線的板卡。
通信和設備編輯
Modbus協議是一個master/slave架構的協議。有一個節(jié)點是master節(jié)點，其他使用Modbus協議參與通信的節(jié)點是slave節(jié)點。每一個slave設備都有一個的地址。在串行和MB+網絡中，只有被為主節(jié)點的節(jié)點可以啟動一個命令（在以太網上，任何一個設備都能發(fā)送一個Modbus命令，但是通常也只有一個主節(jié)點設備啟動指令）。
一個ModBus命令包含了打算執(zhí)行的設備的Modbus地址。所有設備都會收到命令，但只有位置的設備會執(zhí)行及回應指令（地址0例外，地址0的指令是廣播指令，所有收到指令的設備都會運行，不過不回應指令）。所有的Modbus命令包含了檢查碼，以確定到達的命令沒有被破壞?；镜腗odBus命令能指令一個RTU改變它的寄存器的某個值，控制或者讀取一個I/O端口，以及指揮設備回送一個或者多個其寄存器中的數據。
有許多modems和網關支持Modbus協議，因為Modbus協議很簡單而且容易復制。它們當中一些為這個協議特別設計的。有使用有線、無線通信甚至短消息和GPRS的不同實現。不過設計者需要克服一些包括延遲和時序的問題。
實現編輯
幾乎所有的實現都是*標準的某種變體。不同的供應商設備之間可能無法正確的通信。一些主要的變化有：
數據類型
IEEE標準的浮點數
32位整型數
8位數據
混合數據類型
整數中的位域
multipliers to change data to/from integer. 10, 100, 1000, 256 ...
協議擴展
16位的從站地址
32位的數據大?。?個地址 = 返回32位數據）
字交換數據
限制編輯
Modbus是在1970年末為可編程邏輯控制器通信開發(fā)的，這些有限的數據類型在那個時代是可以被PLC理解的，大型二制對象數據是不支持的。
對節(jié)點而言，沒有一個標準的方法找到數據對象的描述信息，舉個例子，確定一個寄存器數據是否表示一個介于30-175度之間的溫度。
由于Modbus是一個主/從協議，沒有辦法要求設備“報告異常”（構建在以太網的TCP/IP協議之上，被稱為open-mbus除外）- 主節(jié)點必須循環(huán)的詢問每個節(jié)點設備，并查找數據中的變化。在帶寬可能比寶貴的應用中，這種方式在應用中消耗帶寬和網絡時間，例如在低速率的無線鏈路上。
Modbus在一個數據鏈路上只能處理247個地址，這種情況限制了可以連接到主控站點的設備數量（再一次指出以太網TCP/IP除外）
Modbus傳輸在遠端通訊設備之間緩沖數據的方式行，有對通信一定是連續(xù)的限制，避免了傳輸中的緩沖區(qū)漏洞的問題
Modbus協議自身提供針對未經授權的命令或截取數據沒有安性。
Modbus通信協議可使用在電子秤上：
