Modbus协议详解：从串口到TCP链路

"该文档详细介绍了Modbus协议的中文版，包括协议内容、串口链路及TCP链路的实现。Modbus是一个基于OSI模型第7层的应用层报文传输协议，主要用于客户机/服务器通信，适用于不同类型的总线或网络连接的设备。它是一个请求/应答协议，功能码定义了服务。文档引用了相关规范，如RFC791，还涵盖了以太网上的TCP/IP以及异步串行传输等多种通信方式。此外，文档还展示了MODBUS通信栈的结构以及在网络中的应用场景。" Modbus协议是自动化领域中广泛应用的一种通信协议，由MODICON公司于1979年推出。它是一种简单且有效的通信协议，允许不同设备之间进行数据交换，尤其适用于PLC（可编程逻辑控制器）和HMI（人机界面）等工业控制系统。 协议内容部分，Modbus定义了一种请求/应答机制，其中功能码是关键元素，它定义了不同类型的通信服务。例如，功能码0x03用于读取离散输入，而功能码0x06则用于写单个寄存器等。每个Modbus请求/响应报文包括协议数据单元（PDU），它由功能码、数据字段等组成。 在串行链路实现部分，Modbus支持多种串行通信标准，如EIA/TIA-232、EIA-422和EIA/TIA-485-A，这些标准常用于有线通信。Modbus RTU（远程终端单元）是串行通信的一个变体，它在数据传输时使用连续的二进制位流，提高了通信效率。 TCP链路实现中，Modbus被扩展到TCP/IP网络，形成了基于TCP的Modbus。这种方式利用了TCP的可靠性，适用于以太网和其他支持IP的网络。在这种模式下，Modbus报文会被封装在TCP段中，并通过IP协议在Internet上进行传输，系统端口502被预留用于Modbus通信。 MODBUS通信栈的结构通常包括物理层（如EIA/TIA-232或EIA/TIA-485）、数据链路层（如MODBUS PLUS或高级数据链路控制-HDLC）、网络层（如IP）、传输层（如TCP）以及应用层（即MODBUS协议本身）。这个层次结构使得MODBUS能够适应各种不同的网络环境。 在实际应用中，Modbus通信可以跨越多个网络层次，例如，一个MODBUS主站可以与多个MODBUS从站通过以太网进行通信，也可以通过串行接口与PLC、HMI和I/O设备进行通信。网关则用于不同网络之间的数据转换。 Modbus协议的中文版详细阐述了其基本原理、操作机制以及在不同通信链路中的实现，为理解和实施基于Modbus的系统提供了重要的参考。无论是对于设备制造商还是系统集成商，熟悉并掌握Modbus协议都是进行工业自动化项目的关键技能。