MODBUS通讯协议

### MODBUS通信协议概述

MODBUS协议是在工业自动化环境中广泛应用的一种主/从式通信协议，旨在支持不同设备间的数据传输与交换[^1]。该协议最初由Modicon公司于1979年发明，在开放系统互连（OSI）七层模型中的位置处于第二层即数据链路层。

#### 协议特点

作为一款经典且广受认可的标准，MODBUS具备如下特性：

- **灵活性高**：适用于多种物理介质如RS-232、RS-485以及以太网等；

这些属性使得MODBUS成为众多制造商的选择对象之一，尤其是在构建分布式控制系统(DCS)或可编程逻辑控制器(PLC)网络方面表现尤为突出。

#### 工作原理

MODBUS采用请求-响应机制来完成一次完整的交互过程。具体来说就是客户端发送查询命令给服务器端之后等待回应消息返回。每条报文中都包含了地址字段用于指定目标节点的身份识别码，功能码用来指示所需执行的操作类型，还有数据区负责携带有效负载信息最后附带校验位确保接收方能够验证接收到的信息准确性。

对于基于TCP/IP版本的MODBUS而言，则进一步利用了互联网技术的优势实现了跨越局域甚至广域范围内的远程访问能力。它不仅继承了原有串口版的所有优点而且还增加了诸如自动重传错误处理等功能从而提高了整体可靠性水平[^2]。

#### 应用场景

由于上述提到的各种优势条件，MODBUS被大量部署到了电力监控系统(PMS)，楼宇自控(BAS),暖通空调(HVAC)等多个行业领域内充当着不可或缺的角色。特别是在那些需要频繁读取传感器数值或是下发控制指令的应用场合下显得尤为重要。

import minimalmodbus as mbus

instrument = mbus.Instrument('/dev/ttyUSB0', slaveaddress=1)

temperature = instrument.read_register(registeraddress=289, functioncode=3)
print(f'Temperature is {temperature}°C')

此Python脚本展示了如何通过MinimalModbus库连接到一个位于/dev/ttyUSB0上的RTU模式下的MODBUS从站并获取温度寄存器值的例子。