2.02Modbus协议介绍
Modbus协议是一种应用层报文传输协议，广泛用于工业自动化领域中的设备通信。它定义了一个与物理层无关的协议数据单元（PDU），即PDU=功能码+数据域。Modbus协议能够应用在不同类型的总线或网络，并且根据不同的总线或网络，Modbus协议引入一些附加域映射成应用数据单元（ADU），例如Modbus TCP/IP的ADU=MBAP+ADU。
Modbus协议的主要特点包括：
- 主从模式：Modbus协议使用的是主从通讯技术，即由主设备主动查询和操作从设备。主设备可以单独和从设备通信，也能以广播方式和所有从设备通信。
- 通信方式：Modbus支持多种通信方式，包括Modbus RTU、Modbus ASCII、Modbus TCP/IP以及Modbus PLUS。
- 简单高效：Modbus协议简单，易于部署和维护，对供应商来说，修改移动本地的比特或字节没有很多限制。
- 公开标准：Modbus是一个公开的通信协议，没有版权要求，因此被广泛采用。
Modbus协议的通信过程：
- 主设备向从设备发送请求。
- 从设备分析并处理主设备的请求，然后向主设备发送结果。
- 如果出现任何差错，从设备将返回一个异常功能码。
Modbus协议的消息结构：
Modbus协议的消息结构包括事务处理标识、协议标识、长度、单元标识符、功能码、数据和校验码等部分。这些组成部分在不同类型的网络中可能会有所不同，以适应特定的通信需求。
Modbus协议的应用场景：
Modbus协议适用于需要设备间通信的工业环境，如PLC、传感器、驱动器等设备的控制和数据交换。它可以用于简单的设备监控，也可以用于复杂的自动化系统。
Modbus协议的优缺点：
- 优点：简单、稳定、易于部署，广泛应用于工业控制领域，有着广泛的设备支持。
- 缺点：不支持独立终端设备之间的数据交换，通信效率受限于网络和物理层的实现。
Modbus协议的实现方式：
- Modbus RTU：使用串行通信，如RS-232、RS-485等。
- Modbus ASCII：同样使用串行通信，但数据以ASCII码的形式传输。
- Modbus TCP/IP：基于以太网和TCP/IP协议，适用于局域网和互联网环境。
- Modbus PLUS：一种高速令牌传递网络，已较少使用。
Modbus协议的实现通常需要相应的软件库，如libmodbus和freemodbus，这些库提供了与Modbus协议通信的接口和功能。