“1+X”传感网应用开发
ModBus帧结构
Modbus是一种单主/多从的通信协议,即:在同一时间里,总线上只能有一个主设备,但可以有一个或多个(最多247个)从设备。
起始码
地址码
功能码
数据区
校验码
停止码
主设备向从设备发送Modbus请求报文的模式有两种:
单播模式:
主设备寻址单个从设备。
广播模式:
主设备向Modbus网络中的所有从设备发送请求报文,从设备接收并处理完毕后不要求返回响应报文。
单播模式
广播模式
ASCII模式数据传送约定在数据格式中每个16进制字符(0~9)、(A~F)都转换成ASCll码发送。这种方式的主要优点是字符发送的时间间隔可达1秒,而不产生错误。
起始码
地址码
功能码
数据区
校验码
停止码
:
01-1F
功能码
n个字符
LRC
CR
LR
0xF9= ‘F’ + ‘9’ 对应的ASCII码为0x46和0x39
RTU模式,消息的发送与接收以至少3.5个字符的时间的停顿间隔为标志。
当检测到地址域时,各设备都对其进行解码以判断该帧是否发给自己
起始码
地址码
功能码
数据区
校验码
停止码
3.5字符停止时间
01-1F
功能码
【传感网应用开发:ModBus帧结构】
ModBus是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议,它定义了一种单主/多从的通信模型。在这种模型中,网络中的一个主设备可以控制多个从设备,但同一时间点上,总线上只允许一个主设备进行通信。最大可支持247个从设备,这使得ModBus协议在分布式系统中非常实用。
在ModBus通信中,帧结构是数据交换的基础,它包括以下几个关键部分:
1. **起始码**:通常为01,用于标记帧的开始。
2. **地址码**:由1个字节组成,表示被寻址的从设备地址。地址范围从01到1F,其中00通常保留不使用,而20到247用于预留和特殊功能。
3. **功能码**:也是一字节,指示要执行的操作,例如读取寄存器、写入寄存器等。功能码的不同数值对应不同的ModBus功能。
4. **数据区**:根据功能码的需求,包含零个或多个字节的数据。数据可以是输入/输出寄存器的地址和值,或者其他特定的参数。
5. **校验码**:用于检查传输错误。在ASCII模式下,通常使用LRC(纵向冗余校验);而在RTU(远程终端单元)模式下,使用CRC(循环冗余校验)。
6. **停止码**:一般为两个字节的0xFF,在ASCII模式下作为帧的结束标识。
在**单播模式**下,主设备会指定一个从设备地址,发送请求报文。从设备接收到匹配其地址的请求后,将执行相应的操作,并返回响应报文。
**广播模式**下,主设备向所有从设备发送报文,无需从设备回应。这种模式适用于需要同时对所有设备执行相同操作的情况。
**ASCII模式**的特点在于,每个16进制字符会被转换为两个ASCII字符发送,如0x46和0x39分别代表字符'F'和'9'。这种方式允许较慢的波特率下仍能保持通信的可靠性,因为字符间的最小间隔可以达到1秒。
**RTU模式**则更高效,消息的发送和接收之间至少有3.5个字符时间的停顿作为帧分隔。当从设备检测到地址码时,会检查是否为自己的地址,如果是,则处理请求。
总结来说,ModBus协议通过其独特的帧结构和多种工作模式,实现了主从设备之间的有效通信,确保了数据的准确传输,是工业自动化领域中的重要通信工具。开发者在进行传感网应用开发时,理解和掌握ModBus帧结构及其模式至关重要,能够帮助构建稳定可靠的系统。
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