由于工作的关系，吴小松经常需要使用到Modbus协议，现对Modbus协议涉及的一些知识做一个整理。

Modbus是一种串行通信协议，是Modicon（现为施耐德电气公司的一个品牌）于1979年，为使用可编程逻辑控制器（PLC）通信而发表的。Modbus是工业领域通信协议的业界标准（De facto），并且现在是工业电子设备之间相当普遍的连接方式。

Modbus之所以被如此广泛的使用主要原因有：

（1）标准、开放，用户可以免费、放心地使用Modbus协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产权。目前，支持Modbus的厂家超过400家，支持Modbus的产品超过600种。
（2）Modbus可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。
（3）Modbus的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。

Modbus允许多个 (大约240个) 设备连接在同一个网络上进行通信，比如现场的温度、压力、载荷一类的传感器可以非常方便的通过Modbus将数据传输到工业控制计算机上，实现对现场各个参数的监控。

协议版本：

Modbus协议目前存在用于串口、以太网以及其他支持互联网协议的网络的版本。大多数Modbus设备通信通过串口EIA-485物理层进行，也就是我们经常说到的RS485.

对于串行连接，存在两个变种，Modbus RTU和Modbus ASCII，它们在数值数据表示不同和协议细节上略有不同。Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数据的方式，Modbus ASCII采用一种人类可读的，冗长的表示方式。这两个变种都使用串行通讯（serial communication）方式。RTU格式后续的命令／数据带有循环冗余校验的校验和，而ASCII格式采用纵向冗余校验的校验和。被配置为RTU的节点无法直接和设置为ASCII的节点通信，反之亦然。

对于通过TCP/IP（例如以太网）的连接，存在多个Modbus/TCP变种，这种方式无需校验和的计算。

对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的，也就是从应用层看，这三种模式的表现是一致的。

另外，Modbus还有有一个扩展版本-Modbus Plus（Modbus+或者MB+），不过此协议是Modicon专有的，和普通Modbus不同。它需要一个专门的协处理器来处理类似HDLC的高速令牌环。它使用1Mbit/s的双绞线，并且每个节点都有转换隔离装置，是一种采用转换／边缘触发而不是电压／水平触发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口，通常是支持ISA（SA85），PCI或者PCMCIA总线的板卡。

通信和设备：

Modbus协议是一个master/slave（主/从）架构的协议。有一个节点是master节点，其他使用Modbus协议参与通信的节点是slave 节点。每一个slave设备都有一个唯一的地址。在串行和MB+网络中，只有被指定为主节点的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何一个设备都能发送一 个Modbus命令，但是通常也只有一个主节点设备启动指令）。

一个ModBus命令包含了打算执行的设备的Modbus地址。所有设备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令（地址0例外，指定地 址0的指令是广播指令，所有收到指令的设备都会运行，不过不回应指令）。所有的Modbus命令包含了检查码，以确定到达的命令没有被破坏。基本的 ModBus命令能指令一个RTU改变它的寄存器的某个值，控制或者读取一个I/O端口，以及指挥设备回送一个或者多个其寄存器中的数据。

有许多modems和网关支持Modbus协议，因为Modbus协议很简单而且容易复制。它们当中一些为这个协议特别设计的。有使用有线、无线通信甚至短消息和GPRS的不同实现。不过设计者需要克服一些包括高延迟和时序的问题。

相关限制：

Modbus是在1970年末为可编程逻辑控制器通信开发的，这些有限的数据类型在那个时代是可以被PLC理解的，大型二进制对象数据是不支持的。

对节点而言，没有一个标准的方法找到数据对象的描述信息，举个例子，确定一个寄存器数据是否表示一个介于30-175度之间的温度。

由于Modbus是一个主／从协议，没有办法要求设备“报告异常”（构建在以太网的TCP/IP协议之上，被称为open-mbus除外）- 主节点必须循环的询问每个节点设备，并查找数据中的变化。在带宽可能比较宝贵的应用中，这种方式在应用中消耗带宽和网络时间，例如在低速率的无线链路上。

Modbus在一个数据链路上只能处理247个地址，这种情况限制了可以连接到主控站点的设备数量（再一次指出以太网TCP/IP除外）

Modbus传输在远端通讯设备之间缓冲数据的方式进行，有对通信一定是连续的限制，避免了传输中的缓冲区漏洞的问题

Modbus协议自身提供针对未经授权的命令或截取数据没有安全性。

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