MODBUS协议详解：串行链路与TCP/IP上的应用

"MODBUS协议是一种广泛应用于工业自动化领域的通信协议，它定义了一个与底层通信方式无关的简单协议数据单元（PDU），可以适应串行链路或TCP/IP网络。MODBUS标准包括串行链路上的MODBUS和TCP/IP上的MODBUS两部分，分别依赖于TIA/EIA标准和IETF标准。此协议遵循ISO层模型，MODBUS报文可以在不同的物理层（如串行链路、以太网）上传输。MODBUS协议规范分为三个部分，分别涉及协议本身、TCP/IP上的实现指南和串行链路上的实现指南。该协议支持客户机/服务器通信模式，并且在TCP/IP上使用保留的系统端口502进行交互。" MODBUS协议是一个开放的、简单的通信协议，最初设计用于工业设备间的通信。它在开放系统互连（OSI）模型的第7层——应用层工作，允许不同设备之间的数据交换，无论这些设备连接在何种类型的总线或网络上。MODBUS的简单和高效使其在1979年成为事实上的工业串行链路标准，并一直沿用至今。 MODBUS协议的核心是协议数据单元（PDU），它是不依赖于具体传输介质的协议元素。然而，为了适应不同的通信环境，MODBUS协议会在应用数据单元（ADU）上添加特定总线或网络所需的额外域。例如，串行链路上的MODBUS依赖于TIA/EIA-232-F和TIA/EIA-485-A标准，而TCP/IP上的MODBUS则基于IETF的RFC793（TCP）和RFC791（IP）。 MODBUS标准分为三大部分： 1. **MODBUS协议规范**：这部分详细阐述了MODBUS事务处理的规则和流程，定义了如何构建和解析PDU，以及如何在客户机和服务器之间交换信息。 2. **MODBUS报文传输在TCP/IP上的实现指南**：这部分为开发人员提供了在TCP/IP网络上实现MODBUS应用层的指导，包括如何封装MODBUS PDU到TCP/IP包中，以及如何处理网络传输中的错误和异常。 3. **MODBUS报文传输在串行链路上的实现指南**：这部分针对串行链路环境，指导开发人员如何在没有IP网络的情况下实现MODBUS，包括物理层的细节，如TIA/EIA-232-F和TIA/EIA-485-A的使用。 在TCP/IP环境中，MODBUS使用TCP作为传输层协议，通过Internet上预留的系统端口502进行通信，这使得MODBUS设备能够接入全球网络，进一步扩大了其应用范围。由于其通用性和易于实施的特点，MODBUS已经成为工业自动化领域不可或缺的一部分，被广泛应用于各种控制系统和设备中，如PLC、SCADA系统和智能仪表等。