Modbus协议（中文）

Modbus协议是一种在工业领域广泛使用的串行通信协议，由Modicon公司于1979年开发，主要用于工业电子设备之间的通信。随着工业自动化的发展，Modbus协议因其简单、开放、透明的特点而成为工业通信标准之一。本文将详细介绍Modbus协议的基本概念、特点、工作模式以及错误检查方法。 Modbus协议允许不同类型和制造商的设备之间进行通信，不依赖于特定的硬件平台。Modbus协议能够定义控制器可以识别和使用的数据结构，使得每一台控制器都能够识别自己的设备地址，并根据该地址决定应对寻址的数据所采取的行动。在Modbus网络上进行通信时，协议保证每台控制器都可以接收信息，取出数据，并将响应信息发送出去。 Modbus协议支持多种物理层传输，包括RS-232、RS-485和TCP/IP。在RS-232兼容的串行接口中，Modbus定义了连接器、接线电缆、信号电平、传输波特率和奇偶校验等参数。控制器可以通过调制解调器直接或间接地接入网络，并使用主从技术进行数据通信。在主从通信模型中，主机负责发起数据传输请求，而从机负责响应这些请求。主机可以寻址不同的从机设备，并发送广播信息，从机则返回信息作为对查询的响应。 Modbus协议有两种串行传输模式：ASCII（美国标准信息交换码）模式和RTU（远程终端单元）模式。在ASCII模式中，数据以人类可读的ASCII字符表示，而在RTU模式中，数据以二进制形式表示，这使得传输效率更高。在选择传输模式时，需注意确保网络中所有设备采用同一模式。 信息帧是Modbus协议的基本通信单位，包含设备地址、功能代码、数据和错误校验码等信息。功能代码用于指示从机设备应执行的操作类型，例如读取或写入数据。错误校验区提供了一种校验方法来保证信息的完整性，常见的错误校验方法包括循环冗余校验（CRC）。 Modbus协议还定义了多种错误检查方法来确保数据在传输过程中的准确性。常见的错误类型包括通信超时、校验错误、设备故障、非法功能代码等。当发生错误时，从机将生成错误响应并将其发送回主机，以便主机能够采取相应的错误处理措施。 在Modbus+或MAP网络中，控制器之间采用对等技术进行通信，即任意一台控制器都可以向其他控制器发起数据传输请求。在这种情况下，控制器既可以作为主机也可以作为从机，并且通常提供多重内部通道以支持并行处理主机和从机间的传输数据。 Modbus协议应用示意图显示了在多层网络中使用Modbus协议进行设备互连的方法。Modbus协议为这些设备间的通信提供了公共语言，使得不同设备能够在不同的网络环境中交换数据。 Modbus协议的应用不限于Modbus网络，还可以被嵌入到其他网络协议中，如Modbus+或MAP网络控制器中的应用程序库和驱动程序就可以实现Modbus协议信息与特殊网络中子节点设备间通信的特殊信息帧的数据转换。 总结来说，Modbus协议因其简单、灵活、开放的特点，成为工业自动化领域的一个重要标准。理解Modbus协议的基本知识对于设计和维护工业控制系统至关重要。无论是Modbus网络还是其他网络环境，Modbus协议都是连接各种控制器和设备的一个高效工具。