MODBUS协议详解：Velodyne VLP16用户手册与编程指南

"该文档是关于Velodyne VLP-16激光雷达的用户手册与编程指导，其中详细介绍了MODBUS通信协议的使用。MODBUS协议是一个应用层报文传输协议，广泛应用于不同类型的总线或网络上的设备间通信，如以太网上的TCP/IP以及各种异步串行传输。它基于客户机/服务器模型，采用请求/应答机制，并通过功能码规定服务。MODBUS还涉及到TCP/IP栈中的系统端口502。" MODBUS协议是一个在工业自动化领域广泛应用的通信协议，它定义了在开放系统互连（OSI）模型的第七层——应用层上的通信规则。MODBUS协议的简单性和通用性使其能够在多种不同的硬件平台和网络环境中工作，包括以太网、串行链路（如EIA/TIA-232、EIA-422、EIA/TIA-485-A）、光纤和无线通信等。 协议的核心是协议数据单元（PDU），它是不依赖于底层通信层的。在实际应用中，PDU会被封装在应用数据单元（ADU）中，ADU包含了与特定网络相关的附加域。MODBUS协议使用功能码来标识不同的服务，这些功能码构成了请求和响应报文的一部分，使得服务器（通常为设备）能够理解并执行客户端（通常为控制器）的命令。 MODBUS协议支持两种主要的通信模式：串行连接和TCP/IP连接。串行连接通常用于短距离、低带宽的需求，而TCP/IP连接则适用于需要更高速度和长距离传输的场合，如以太网环境。在TCP/IP上，MODBUS使用了预留给它的系统端口502，这使得MODBUS通信可以通过标准的网络协议进行。 在MODBUS通信中，设备可以被配置为主站（Master）或从站（Slave）。主站通常负责发起通信，发送请求报文到一个或多个从站，从站则响应主站的请求，提供数据或者执行命令。这种架构适合于分布式控制系统，例如PLC（可编程逻辑控制器）与传感器或执行器之间的通信。 人机界面（HMI）也可以参与到MODBUS通信中，作为数据的显示和输入接口。通过MODBUS，HMI可以读取PLC的状态，设置参数，或者获取现场设备的实时数据。此外，MODBUS还可以通过网关设备实现不同网络或协议之间的通信转换。 MODBUS协议为自动化设备提供了标准化的通信手段，促进了不同制造商设备间的兼容性和互操作性，简化了系统集成和维护工作。在Velodyne VLP-16这样的激光雷达设备中，MODBUS协议可能用于控制雷达的参数设置，读取扫描数据，或者与其他系统进行数据交换。