Modbus协议是一种由Modicon(现在是施耐德电气公司)于1979年创建的通信协议,用于在工业控制系统中连接分布式系统。由于其开放、简单、易于使用和灵活性,Modbus协议被广泛应用于数据采集、传输和控制设备之间的通信。现在,它已成为了“工业通信领域的标准”,并被许多厂商和应用领域采用。
Modbus协议主要分为三个部分:应用程序协议(ADU)、传输协议(RTU、ASCII、TCP)以及实现方式(主机 - 设备、设备 - 设备)。
Modbus协议的传输协议主要有三种:RTU、ASCII和TCP。其中,RTU(Remote Terminal Unit)和ASCII(American Standard Code for Information Interchange)是串行通信协议,而TCP(Transmission Control Protocol)则是基于Internet的协议。
RTU和ASCII是串行通信协议,RTU的物理层位于OSI模型的物理层和数据链路层之间,而ASCII则在数据链路层。RTU使用二进制编码进行数据传输,可以实现高速和可靠性。ASCII则使用ASCII字符集进行数据传输,具有较好的可读性。TCP则基于以太网,采用IP地址和端口号来标识设备,并可通过Internet进行通信。
Modbus协议的应用程序协议是Modbus协议的核心,其定义了数据传输的格式和规则。应用程序协议分为Modbus RTU、Modbus ASCII和Modbus TCP三种类型:
* Modbus RTU是简单的二进制协议,每个数据包包括一个设备地址,一个功能码,数据域和错误检验字段。
* Modbus ASCII使用ASCII字符集进行数据传输,每个数据包包括一个起始字符“:”和结束字符“CR/LF”,以及设备地址、功能码、数据域和校验字段。
* Modbus TCP采用TCP/IP作为传输层,可以实现高速、可靠和跨网络的通信,并且可以实现多点通信,支持客户端和服务器之间的请求和响应。
Modbus协议的实现方式包括主机 - 设备和设备 - 设备两种。在主机 - 设备模式下,主机(即主控设备)作为Modbus网络的主动方,通过发送请求指令来控制从设备或被控设备;在设备 - 设备模式下,两个从设备之间可以直接通信,主机并不参与其中。
实现方式还包括点对点和多点通信两种方式。在点对点通信中,一台设备只能与另一台设备直接通信,类似于电话通信;而在多点通信中,多个设备可以在一个网络中进行通信,类似于广播通信。