modbus协议和tcp/ip协议

### Modbus 协议与 TCP/IP 协议的关系

Modbus 是一种用于工业环境中的通信协议，最初由 MODICON 公司于 1979 年开发，主要用于可编程逻辑控制器 (PLC) 的通信。随着时间的发展，Modbus 被扩展到其他类型的设备上，并且为了适应现代网络的需求，在以太网上实现了 Modbus TCP/IP 版本[^3]。

#### 关系

- **集成关系**：Modbus TCP/IP 将传统的 Modbus RTU 或 ASCII 应用层协议封装在 TCP/IP 协议栈中传输。这意味着 Modbus 数据包被嵌入到了 TCP 报文中，从而可以通过以太网进行可靠的数据交换[^2]。

- **依赖性**：虽然 Modbus 定义了自己的消息帧格式和功能码集，但在 Modbus TCP/IP 中，这些高层的应用数据单元（ADU）是依靠底层的 TCP 来建立连接并确保端到端之间的可靠性传递给接收方应用程序处理[^1]。

### Modbus 协议与 TCP/IP 协议的区别

| 对比项 | Modbus 协议 | TCP/IP 协议 |
|-----|----------------------------------------------------|
| 层次位置 | 主要位于 OSI 参考模型的应用层 | 涵盖了从物理层至会话层等多个层次 |
| 设计目的 | 针对工业控制系统的简单而有效的串行通讯 | 提供互联网级别的通用计算机间互连互通 |
| 地址机制 | 使用单字节地址来标识不同的节点或寄存器 | IP 地址加端口号唯一确定一台主机上的某个服务进程 |
| 连接方式 | 支持无连接模式（UDP），也有面向连接的方式（TCP） | 强调全双工流控下的持久化连接 |
| 错误检测 | CRC 循环冗余校验 | 校验和、序列号等多种手段保障数据准确性 |

# Python 示例展示如何创建一个简单的 Modbus 请求并通过 socket 发送
import socket

def create_modbus_request(slave_id, function_code, start_address, quantity):
    # 创建 MBAP 头部
    mbap_header = b'\x00\x01' + bytes([slave_id]) + \
                  b'\x00\x00\x00\x06'
    
    # 构建 PDU 和整个请求报文
    pdu = bytes([function_code]) + start_address.to_bytes(2,'big') + \
          quantity.to_bytes(2,'big')
    request_message = mbap_header + pdu
    
    return request_message


sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
server_address = ('localhost', 502)

try:
    sock.connect(server_address)
    message = create_modbus_request(1, 3, 0x0001, 10)
    sock.sendall(message)
finally:
    sock.close()