Modbus通信的差错检验方法详解

"本文档主要介绍了差错检验方法在Simatic WinCC生产线自动化系统信息化平台中的应用，特别是针对Modbus串行链路的错误检测机制。文档涵盖了奇偶校验和帧检验两种方法，并详细阐述了它们的工作原理和应用场景。此外，还提到了Modbus协议在不同网络环境下的应用，如TCP/IP和异步串行传输。" 在工业自动化领域，Modbus协议是一种广泛使用的通信协议，允许不同的设备之间进行客户机/服务器通信。该协议在OSI模型的第7层——应用层运行，提供了一种简单且高效的方式来交换数据。Modbus协议基于请求/应答机制，通过功能码来定义服务。 差错检验方法是确保数据在传输过程中的完整性和准确性的重要手段。在Modbus串行链路中，有两种主要的差错检验方式： 1. 奇偶校验：用户可以选择使用偶校验、奇校验或无校验。在每个字符中，奇偶位会根据数据位的1的数量被设置为0或1，使得数据位和奇偶位的1的总数保持为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）。奇偶校验能检测出传输过程中奇数个位的丢失或增加，但无法发现偶数个位的错误。 2. 帧检验：根据传输模式，有两种帧检验方法。在RTU（Remote Terminal Unit）模式下，使用CRC（Cyclic Redundancy Check）循环冗余校验，它对整个报文内容进行计算，确保数据的完整性。而在ASCII（American Standard Code for Information Interchange）模式中，使用LRC（Longitudinal Redundancy Check）纵向冗余校验，同样覆盖整个报文内容，但不包括起始的"冒号"和结束的CRLF。 超时机制也是确保通信可靠性的关键。主节点会在等待一定时间后，如果没有收到子节点的响应，就会认为发生了错误。这有助于处理那些可能由于网络问题、寻址错误或其他原因导致的无响应情况。 Modbus不仅限于串行通信，还可以在以太网上的TCP/IP协议上运行，以及在多种物理层协议（如EIA/TIA-232、EIA-422、EIA/TIA-485）上实现异步串行传输。此外，还有专有的高速网络如MODBUSPLUS。 差错检验方法在Modbus通信中起着至关重要的作用，确保了自动化系统中的数据交换准确无误，从而保证了生产线的稳定运行。无论是奇偶校验的细致入微，还是帧检验的全面覆盖，都是为了提高工业通信的可靠性。