本篇文档是Modbus官方应用协议白皮书,版本为V1.1b3,发布日期为2012年4月26日。Modbus是一种广泛应用于工业控制领域的通信协议,特别在物联网(IoT)和PLC(可编程逻辑控制器)开发中起着关键作用。本文档详细介绍了Modbus协议的设计、数据编码以及各类功能码的定义和使用。
1. **介绍**:
Modbus协议旨在提供一种简单、高效的方式来交换数据,主要适用于远程监控和控制设备。它最初由Modicon公司开发,现已成为工业自动化标准,支持多种通信媒介,包括串行线(如RS-232、RS-485)和TCP/IP网络。
2. **协议概述**:
- **数据编码**:协议采用ASCII、RTU或TCP/IP三种不同的数据格式,根据应用场景选择合适的传输模式。
- **数据模型**:Modbus数据模型定义了如何组织和传递信息,包括 coils(位)、discrete inputs(离散输入)、holding registers(保持寄存器)和input registers(输入寄存器)。
- **寻址模型**:每个设备在Modbus网络上通过唯一的地址进行识别,支持单个地址操作(如读取或写入一个特定的寄存器)和批量操作(一次处理多个地址)。
3. **功能码类别**:
- **公共功能码**:包括01(读取 coils)、02(读取 discrete inputs)、03(读取 holding registers)、04(读取 input registers)、05(写单个 coil)、06(写单个 register)等,用于基本的数据读写操作。
- **特殊功能码**:如07(读异常状态,仅限串行线)、08(诊断,仅限串行线),以及11(获取通信事件计数器)、12(获取通信事件日志)和15/16(批量写入 coils 和 registers)等,提供了更高级的功能和服务。
4. **示例与状态图**:
文档提供了每种功能码的详细描述,包括其目的、参数和可能的响应。例如,读取 Holding Registers (0x03)功能会请求指定的寄存器范围内的值,而写入 Single Register (0x06)则允许设置寄存器中的值。此外,还给出了使用这些功能码时的状态流程图,帮助用户理解操作步骤和可能的错误处理。
总结来说,这篇白皮书是Modbus协议的重要参考资料,涵盖了从协议基础到具体功能代码实现的深入讲解,对于理解和应用Modbus在物联网设备通信中是不可或缺的工具。通过学习和熟悉这些内容,开发人员可以有效地设计和集成Modbus通信模块,实现设备间的可靠数据交换。