對于工控行業(yè)的朋友來說，Modbus協(xié)議可謂是耳熟聞詳?shù)囊粋€詞，很多人聽過次協(xié)議，但是不清楚具體是干什么的，是什么意思，今天我們一起來聊一聊什么是Modbus協(xié)議。
首先，我們來看一下三個問題：
Modbus是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司（現(xiàn)在的施耐德電氣 Schneider Electric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表的一種總線協(xié)議。
Modbus通信協(xié)議已經成為工業(yè)領域通信協(xié)議的業(yè)界標準（De facto），并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式（一種行業(yè)規(guī)范）。此外，還具有三大特點：
①公開發(fā)表并且無版權要求
②易于部署和維護
③修改移動本地的比特或字節(jié)沒有很多限制
概括來講，Modbus協(xié)議就是一種用于工業(yè)控制的協(xié)議，Modbus具有免費使用、上手簡單、需改方便三大特點，已經被廣泛使用。
Modbus協(xié)議都是用于通信的，就比如我們使用的語言，就可以看做是一種協(xié)議，作用是讓使用這種語言的人都能聽懂。比如我們之間定義了一個協(xié)議，“1”是向左，“2”是向右，我給你一個“1”，如果你沒有這個協(xié)議，就只知道是“1”，而你有這個協(xié)議就知道是讓你向左。
Modbus協(xié)議主要分為Modbus TCP、Modbus RTU、Modbus ASCII、Modbus Plus四種。
Modbus協(xié)議是主從方式通信，也就是說，不能同步進行通信，總線上每次只有一個數(shù)據(jù)進行傳輸，即主機發(fā)送，從機應答，主機不發(fā)送，從機應答完畢后，總線上就沒有數(shù)據(jù)通信。
例如，一個RS485總線上有一個主機，20個從機，主機查詢其中一個從機，首先必須得給這些從機分配一個地址(每個地址必須唯一)，分配好地址后，主機要查詢一個從機狀態(tài)（05），然后數(shù)據(jù)下發(fā)給從機（5號），從機（5號）得到主機發(fā)送的數(shù)據(jù)，然后對應地址的從機（5號）回復，主機得到從機數(shù)據(jù)，這樣就是一個主機到從機的通信過程。
Modbus TCP協(xié)議是用于管理和控制自動化設備的，它覆蓋了使用TCP/IP協(xié)議的“Intranet”和“Internet”環(huán)境中Modbus報文的用途，Modbus RTU協(xié)議運行于以太網。
Modbus TCP使用TCP/IP和以太網在站點間傳送Modbus報文，Modbus TCP結合了以太網物理網絡和網絡標準TCP/IP以及以Modbus作為應用協(xié)議標準的數(shù)據(jù)表示方法。Modbus TCP通信報文被封裝于以太網TCP/IP數(shù)據(jù)包中。與傳統(tǒng)的串口方式，Modbus TCP插入一個標準Modbus報文到TCP報文中，不再帶有數(shù)據(jù)校驗和地址。
Modbus協(xié)議是運行于設備間的協(xié)議，或者說設備間必須要有Modbus RTU協(xié)議！這是Modbus協(xié)議上規(guī)定的，且默認模式必須是RTU協(xié)議。幀結構一般由地址、功能碼、數(shù)據(jù)、校驗組成。
地址用于區(qū)分設備，占用一個字節(jié)，范圍0-255，其中有效范圍是1-247，其他有特殊用途，比如255是廣播地址(廣播地址就是應答所有地址，正常的需要兩個設備的地址一樣才能進行查詢和回復)。
功能碼占用一個字節(jié)，意義在于指示這個指令的功能。
數(shù)據(jù)根據(jù)功能碼確認，不同的功能碼有不同的數(shù)據(jù)結構。
校驗位是為了保證數(shù)據(jù)不出現(xiàn)錯誤而增加的。校驗位將前面的數(shù)據(jù)進行計算，看數(shù)據(jù)是否一致，如果一致，就說明這幀數(shù)據(jù)是正確的，再進行回復;如果不一樣，說明數(shù)據(jù)在傳輸過程中出了問題，數(shù)據(jù)產生錯誤。
Modbus ASCII協(xié)議是建立在Modbus RTU協(xié)議上的，是將指令轉換為ASCII字符進行傳輸?shù)?。比如Modbus RTU協(xié)議需要傳輸“12”，只需要一個字節(jié)；Modbus ASCII協(xié)議需要將“1”轉換為“31”，“2”轉化為“32”，再進行傳輸，需要占用兩個字節(jié)，因此Modbus ASCII效率不高，使用率較低。
總的來看，Modbus RTU協(xié)議和Modbus ACSII協(xié)議都是基于232和485鏈路的，所以其通訊模式半雙工，一般是主機和從機的模式。其差別就是其字節(jié)的格式不同，一個是16進制的數(shù)據(jù)，一個是ASCII數(shù)據(jù)。
Modbus PLUS協(xié)議一般被稱為MB+，是一種高速現(xiàn)場總線網絡，也是一種典型的令牌總線網，針對工業(yè)控制應用的本地局域網系統(tǒng)。它允許計算機、可編程序控制器和其他數(shù)據(jù)源以對等方式進行通信，設備通過"令牌"的方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)的交換，嚴格定義了令牌的傳遞方式、數(shù)據(jù)校驗以及通信接口等方面的參數(shù)。數(shù)據(jù)傳送速率達1Mbit/s，傳輸介質一般為為雙絞線、同軸電纜或光纖。
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