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什么是Modbus協議？

Modbus 是一種廣泛應用于工業控制領域的通用通訊協議，包括RTU、ASCII和TCP。標準Modbus協議物理層接口包括RS232、RS485和以太網。

TCP 則是一種廣泛應用的傳輸協議。將這兩種協議結合在一起，可以使得工業控制系統之間的通信更加高效和穩定。

Modbus 是一種主從式的串行通信協議，它由主設備 (Master) 和從設備 (Slave) 組成。主設備可以向從設備發送指令，并從設備返回響應。Modbus 協議采用數據塊的方式進行數據傳輸，每個數據塊都包含一定的元數據，如數據長度、數據類型、錯誤代碼等。

Modbus TCP 通訊協議是將 Modbus 協議和 TCP 傳輸協議結合在一起的通訊協議。它允許主設備 (Master) 和從設備 (Slave) 之間進行通信，并且可以在 TCP 傳輸協議的基礎上進行數據包的傳輸和交換。Modbus TCP 通訊協議的基本原理是將 Modbus 數據塊封裝在 TCP 數據包中，并通過 TCP 傳輸協議進行傳輸。

在實際應用中，Modbus TCP 通訊協議的應用場景非常廣泛。它可用于工業自動化控制、數據采集、能源管理、樓宇自控等領域。Modbus TCP 通訊協議可以提高工業控制系統之間的通信效率，并增強系統的可擴展性和可靠性。

ModbusRTU和ModbusASCII均處于串行傳輸模式。其中ModbusRTU采用二進制表示，ModbusASCII采用ASCII碼傳輸，并使用特殊字符作為其字節的開始和結束標識。其傳輸效率遠低于ModbusRTU協議。ModbusTCP是通過工業以太網TCP/IP網絡傳輸的Modbus通信。Modbus數據傳輸提供連接到以太網TCP/IP網絡的客戶端和服務器之間的實時通信。

Modbus協議層

Modbus協議定義了獨立于基本通信層的簡單協議數據單元（PDU）。特定總線或網絡上的Modbus協議映射可在應用數據單元（ADU）上引入一些附加域。

協議數據單元（PDU）

PDU和它的處理程序組成了 ModBus應用程序協議的核心。在此基礎上，給出了協議數據單元的格式，協議中所使用的數據概念，函數碼的存取方式，函數碼的具體執行方式和約束條件。modbusPDU格式是一個函數編碼，后面是一套相應的數據。資料的尺寸及內容是以函數碼來規定的，并且所有的 PDU （函數碼及資料）的尺寸不得大于253個字節。每一種函數編碼都具有一種特殊的行為，這種行為可以通過從機來執行。

一般情況下， MODBUS可以存取的資料儲存在四種資料庫或位址中：線圈狀態，分立輸入，保持寄存器，以及輸入寄存器。這些資料庫會定義所包含之資料的型別與存取。由于該裝置在本機存放，因此可以從該裝置直接存取該資料。取而代之的是， ModBus的宿主需要使用不同的函數代碼來存取這個數據。

應用數據單元（ADU）

Adu有三個標準格式，即 TCP，遠程終端單元（RTU）和 ASCII。傳統的串行線一般采用 RTU、 ASCIIAdu等，傳統的 TCP/IP、 UDP/IP等都采用了 TCP。

與其它通訊協議相比， MODBUS的應用更為廣泛，其主要理由有：

1) ModBus能夠支持RS-23285 （串行）等許多電子接口，并且能夠通過雙絞線，光纖，無線等不同的媒體進行通信。

2)模總線框架結構簡潔，容易理解，便于研制。

3)具有良好的可靠性。ModBus協議要求對數據進行檢查。在 ASCII方式和 RTU方式分別采用了 LRC和16比特的 CRC兩種方式。另外， MODBUS系統還采用了主從式的定時收發方式。在實際應用中，若從站發生故障、停電等情況，則由主端來判斷是否發生故障，并在故障排除后，再由主端自動恢復。