Modbus通讯协议详解与应用

"Modbus通讯协议，一种广泛应用于工业领域的通信协议，由Modicon公司创建，现属于施耐德自动化。Modbus支持多种通信接口，如RS-232、RS-422、RS-485和以太网，使得不同厂家设备能互相通信。协议包括ASCII、RTU和TCP模式，但不定义物理层。通信模式为主从结构，主设备（Master）发起请求，从设备（Slave）响应。ASCII模式使用LRC校验，RTU模式使用CRC校验，TCP模式则依赖于TCP的可靠性。协议具有故障检测和自我恢复能力，当从站故障后，主站能检测到并重新连接。" 在Modbus协议中，ASCII（American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码）协议使用CR和LF作为开始和结束标记，采用LRC（纵向冗余校验）进行数据校验，但其传输效率较低，因为每个8位数据需转换为两个字符。ASCII协议的程序处理相对简单，适合低速和简单系统。 相对而言，RTU（Remote Terminal Unit，远程终端单元）协议更高效，因为它直接使用二进制数据，没有ASCII的字符转换。RTU的开始和结束标记是隐形的，通过数据间的静默期来区分，它使用16位CRC（Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验）进行数据校验，提供了更高的数据完整性。然而，RTU协议的编程处理比ASCII复杂，需要处理CRC计算。 TCP模式则是Modbus在以太网环境中的应用，它利用TCP/IP协议的连接性和可靠性，不需要额外的校验机制，因为TCP协议自身包含了错误检测和纠正。TCP模式下的Modbus协议通常用于高速、长距离或者跨越Internet的通信。 在实际应用中，选择ASCII、RTU还是TCP取决于具体需求，如传输速度、可靠性、设备兼容性以及网络环境。Modbus协议因其简单、开放和广泛的支持，成为了工业自动化领域的首选通信协议之一。