MODBUS协议详解与应用

"《数据编码-鸟哥的linux私房菜 基础学习篇（第四版）》介绍了数据编码在IT领域中的应用，特别提到了Modbus协议的使用。" 在计算机科学和自动化领域，数据编码是至关重要的，它涉及到如何在不同的硬件和软件之间有效地传输和理解信息。在《鸟哥的Linux私房菜》这本书中，4.2章节探讨了数据编码的概念，以Modbus协议为例进行了深入讲解。Modbus是一种广泛应用的通信协议，最初由MODICON公司于1979年推出，旨在实现工业设备间的通信。 Modbus协议建立在开放系统互连（OSI）模型的第7层，即应用层，它提供了一种客户机/服务器（也称为主站/从站）的通信模式。协议的核心在于它的功能码，这些功能码定义了不同类型的请求和响应。例如，功能码可以用于读取或写入存储器中的寄存器值，执行远程设备的控制操作等。每个Modbus事务处理由一个请求协议数据单元（PDU）和相应的响应PDU组成。 在Modbus协议中，数据通常以“big-Endian”方式表示，意味着在传输多字节数据时，最高有效位（MSB）先发送。这种表示方法对于确保跨平台和跨设备的兼容性至关重要。例如，如果要发送一个16位的寄存器值，会先发送高位字节，然后是低位字节。 MODBUS不仅限于串行通信，还可以通过TCP/IP在以太网上实现，支持多种不同的物理层标准，如EIA/TIA-232、EIA-422、EIA/TIA-485-A，甚至光纤和无线通信。此外，还有专为高速通信设计的MODBUSPLUS网络。Modbus应用层可以通过TCP/IP协议栈，利用预留的TCP端口502进行通信，这使得互联网上的设备也能轻松接入Modbus网络。 书中还提及MODBUS通信栈，它展示了从物理层到应用层的数据传输过程。例如，MODBUS通信可以跨越以太网II/802.3物理层，通过MAC（介质访问控制）层到达IP层，然后通过TCP层进行传输，最后到达应用层的MODBUS协议，实现设备间的高效通讯。 Modbus协议因其简单性和广泛支持而被广泛采用，不仅在PLC（可编程逻辑控制器）中常见，也应用于人机界面（HMI）、输入/输出（I/O）设备以及网关等。书中的这部分内容帮助读者理解Modbus协议的基础和实际应用，为后续深入学习和应用打下坚实基础。