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ModBus官网是Modicon#xff08;Modicon早年已被施耐德收购#xff09;公司为其PLC通讯而开发的一种通讯协议。
概述
通过Modbus协议#xff0c;控制器之间、或控制器经由网络#xff08;如以太网#xff09;可以和其它设备之间进行通信。
优点
免费、好用、成熟…历史
ModBus官网是ModiconModicon早年已被施耐德收购公司为其PLC通讯而开发的一种通讯协议。
概述
通过Modbus协议控制器之间、或控制器经由网络如以太网可以和其它设备之间进行通信。
优点
免费、好用、成熟、网络上支持资料多开发上手容易。
通讯技术
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。一般将主控设备方所使用的协议称为Modbus Master从设备方使用的协议称为Modbus Slave。典型的主设备包括工控机和工业控制器等典型的从设备如PLC可编程控制器等。
Modbus协议说明
Modbus协议的工作方式
响应方式主站请求/从站应答的方式。 主站每次通讯均由主站发送指令发送方式可以是广播也可以是向特定从站的单播PearToPear 从站每次通讯主要是响应主站指令并按要求应答或报告异常。当主站不发送请求时从站不会自己发出数据并且从站之间不能直接通讯。
Modbus协议的数据传输模式
传输模式使用串口传输RTU、ASCII或TCP模式。 消息定义主要确认消息、数据结构、命令与应答方式且需要对数据进行校验。 校验方式RTU模式采用16位CRC校验ASCII模式采用LRC校验。 传输方式通过以太网传输数据时一般使用TCP协议因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议所以在该模式下不校验。
三种通讯模式依据传输介质分类
Modbus可使用串口和网口含光纤方式进行传输。 串口通讯RTU、ASCII。串口通讯(Serial Communication)是指外设和计算机间通过数据信号线、地线等按位进行传输数据的一种通讯方式。 网口含光纤TCP属于网口(以太网通讯)通常是RJ45接口即日常的网线作为承载物。
串口的样子 使用Modbus通信的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口参数否则通信无法成功。 好比A说印度语B说汉语两人很难交流成功。 常用的参数如下
波特率通讯速率数据位衡量通信中实际数据位停止位用于表示单个包的最后一位校验位通信中的验错方式。奇校验(ODD)、偶校验(EVEN)1校验(MARK) 、 0校验(SPACE)无校验(NONE)。
ModbusRTU
数据包的开始与结束
完整报文的识别在ModbusRTU协议中通过每次通信的时间间隔来判断一帧报文的开始和结束协议规定的时间为3.5个字符周期。在一帧报文开始前必须有大于3.5个字符周期的空闲时间一帧报文结束后也必须要有3.5个字符周期的空闲时间否则就会出现粘包的请况。3.5个字符周期是一个具体时间与波特率有关开发时需要注意。 异常报文的识别整个报文帧必须以连续的字符流发送。如果两个字符之间的空闲间隔大于 1.5 个字符时间则报文帧被认为不完整应该被接收节点丢弃。 报文分割情况
CRC循环冗余校验
在 RTU 模式包含一个对全部报文内容执行的基于循环冗余校验 (CRC - Cyclical Redundancy Checking) 算法的错误检验域。CRC域检验整个报文的内容。不管报文有无奇偶校验均执行此检验。CRC的值具体情况如下 1)16位由两个8字节组成 2)在报文包的最后部分字节由低到高 3)由发送设备计算。接收设备在接收报文时需重新计算CRC的值并将计算结果与实际接报文中的CRC值进行对比如果两值不等则被视为错误。
在串行链路中的报文格式
从站地址(1 byte)功能码(1 byte)数据区(N bytes)校验码(2 bytes)
从站地址子节点地址1byte索引功能功能代码1byte标识读写功能具体数据1byte/N bytes通信所传输的数据CRC校验2bytes判断接收的数据在传输过程中是否有损失
读取输出/保持寄存器 ModbusTCP
报文帧
MBAPPDU
MBAP
MBAP为报文头长度为7字节
PDU ModbusASCII
报文帧 数据包的开始与结束
并非依靠时间间隔判定帧的起始而是依靠特定字符做数据包的起始判定结束也是通过特定字符判定。从图中可知起始的判断是’:’字符结束的判断是字符是windows系统下的回车换行。数据的最大长度被扩容到2*252的长度相比rtu模式能传输相同的数据量但ascii传输的速度更慢一些。
