Modbus通讯协议到底是什么？Modbus原理是什么？

　　Modbus通讯协议到底是什么?Modbus原理是什么?其实Modbus通讯协议只有一个主机，所有通信都由他发出。网络可支持247个之多的远程从属控制器，但实际所支持的从机数要由所用通信设备决定。

　　Modbus通讯协议包括ASCII、RTU、TCP等，并没有规定物理层。此协议定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。标准的Modicon控制器使用RS232C实现串行的Modbus。Modbus通讯协议的ASCII、RTU协议规定了消息、数据的结构、命令和就答的方式，数据通讯采用Maser/Slave方式，Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求;Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。

　　Modbus通讯协议需要对数据进行校验，串行协议中除有奇偶校验外，ASCII模式采用LRC校验，RTU模式采用16位CRC校验，但TCP模式没有额外规定校验，因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。另外，Modbus通讯协议采用主从方式定时收发数据，在实际使用中如果某Slave站点断开后(如故障或关机)，Master端可以诊断出来，而当故障修复后，网络又可自动接通。因此，Modbus协议的可靠性较好。

　　对于Modbus的ASCII、RTU和TCP协议来说，其中TCP和RTU协议非常类似，我们只要把RTU协议的两个字节的校验码去掉，然后在RTU协议的开始加上5个0和一个6并通过TCP/IP网络协议发送出去即可。

　　1.通讯传送方式：

　　通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与ModBusRTU通讯规约相兼容：

　　初始结构 = ≥4字节的时间

　　地址码 = 1 字节

　　功能码 = 1 字节

　　数据区 = N 字节

　　错误校检 = 16位CRC码

　　结束结构 = ≥4字节的时间

　　Modbus通讯协议地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。

　　Modbus通讯协议功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为1(比如功能码大与此同时127)，则表明从机没有响应操作或发送出错。

　　Modbus通讯协议数据区：数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。

　　CRC码：二字节的错误检测码。

　　2.通讯规约：

　　当通讯命令发送至仪器时，符合相应地址码的设备接通讯命令，并除去地址码，读取信息，如果没有出错，则执行相应的任务;然后把执行结果返送给发送者。返送的信息中包括地址码、执行动作的功能码、执行动作后结果的数据以及错误校验码。如果出错就不发送任何信息。

　　1.信息帧结构

　　地址码 功能码 数据区 错误校验码

　　8位 8位 N × 8位 16位

　　地址码：地址码是信息帧的第一字节(8位)，从0到255。这个字节表明由用户设置地址的从机将接收由主机发送来的信息。每个从机都必须有唯一的地址码，并且只有符合地址码的从机才能响应回送。当从机回送信息时，相当的地址码表明该信息来自于何处。

　　功能码：主机发送的功能码告诉从机执行什么任务。表1-1列出的功能码都有具体的含义及操作。

　　数据区：数据区包含需要从机执行什么动作或由从机采集的返送信息。这些信息可以是数值、参考地址等等。例如，功能码告诉从机读取寄存器的值，则数据区必需包含要读取寄存器的起始地址及读取长度。对于不同的从机，地址和数据信息都不相同。

　　错误校验码：主机或从机可用校验码进行判别接收信息是否出错。有时，由于电子噪声或其它一些干扰，信息在传输过程中会发生细微的变化，错误校验码保证了主机或从机对在传送过程中出错的信息不起作用。这样增加了系统的安全和效率。错误校验采用CRC-16校验方法。

　　常用的MODBUS 通讯规约有两种，一种是MODBUS ASCII，一种是MODBUS RTU。一般来说，通讯数据量少而且主要是文本的通讯则采用MODBUS ASCII规约，通讯数据数据量大而且是二进制数值时，多采用MODBUS RTU规约。

　　在实际的应用过程中，为了解决某一个特殊问题，人们喜欢自己修改MODBUS规约来满足自己的需要(事实上，人们经常使用自己定义的规约来通讯，这样能解决问题，但不太规范)。更为普通的用法是，少量修改规约，但将规约格式附在软件说明书一起，或直接放在帮助中，这样就方便了用户的通讯。

　　Modbus协议可以说是工业自动化领域应用最为广泛的通讯协议，因为他的开放性、可扩充性和标准化使它成为一个通用工业标准。有了它，不同厂商的产品可以简单可靠的接入网络，实现系统的集中监控，分散控制功能。

　　目前Modbus规约主要使用的是ASCII, RTU, TCP等，并没有规定物理层。目前Modbus常用的接口形式主要有RS-232C，RS485，RS422，也有使用RJ45接口的，ModBus的ASCII, RTU协议则在此基础上规定了消息、数据的结构、命令和应答的方式。ModBus数据通信采用Master/Slave方式(主/从)，即Master端发出数据请求消息，Slave端接收到正确消息后就可以发送数据到Master端以响应请求;Master端也可以直接发消息修改Slave端的数据，实现双向读写。