MODBUS_RTU協(xié)議格式的通信的簡單介紹

Modbus協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)（例如以太網(wǎng)）和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。 

此協(xié)議定義了一個控制器能認(rèn)識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設(shè)備的過程，如果回應(yīng)來自其它設(shè)備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。 

當(dāng)在一Modbus網(wǎng)絡(luò)上通信時，此協(xié)議決定了每個控制器須要知道它們的設(shè)備地址，識別按地址發(fā)來的消息，決定要產(chǎn)生何種行動。如果需要回應(yīng)，控制器將生成反饋信息并用Modbus協(xié)議發(fā)出。在其它網(wǎng)絡(luò)上，包含了Modbus協(xié)議的消息轉(zhuǎn)換為在此網(wǎng)絡(luò)上使用的幀或包結(jié)構(gòu)。這種轉(zhuǎn)換也擴(kuò)展了根據(jù)具體的網(wǎng)絡(luò)解決節(jié)地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。 

協(xié)議在一根通訊線上使用應(yīng)答式連接（半雙工），這意味著在一根單獨的通訊線上信號沿著相反的兩個方向傳輸。首先，主計算機(jī)的信號尋址到一臺僅有的終端設(shè)備（從機(jī)），然后，在相反的方向上終端設(shè)備發(fā)出的應(yīng)答信號傳輸給主機(jī)。 協(xié)議只允許在主計算機(jī)和終端設(shè)備之間，而不允許獨立的設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換，這就不會在使它們初始化時占據(jù)通訊線路，而僅限于響應(yīng)到達(dá)本機(jī)的查詢信號。

目前工業(yè)控制現(xiàn)場大量使用了各種智能儀表用于生產(chǎn)過程檢測，把智能儀表檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控計算機(jī)供顯示和分析是非常必要的環(huán)節(jié)，雖然智能儀表的通信協(xié)議種類繁多，但是很多智能儀表都具備RS-232 和RS-485 兩種通信接口類型。 

RS-232 是美國EIA（Electronic Industry Association） 與BELL 等公司一起開發(fā)的1969 年公布的通信協(xié)議，也是工業(yè)控制中應(yīng)用廣泛的一種串行接口，采取不平衡傳輸方式，即所謂單端通訊，但是它的傳輸距離短，(z)大約為30 米，傳輸速率低，(z)高速率為20kb/s，共模抑制能力差，抗噪聲干擾性弱的缺點，所以RS-232 只適合本地設(shè)備之間的通信。  　　

RS-485 是EIA 為了彌補(bǔ)RS-232 通信距離短、傳輸速度低等不足之處，于1983 年提出的一種串行數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)，RS-485 采用差分傳輸方式，也稱作平衡傳輸，具有比較高的噪聲抑制能力，(z)大傳輸距離約為1200 米，(z)大傳輸速率為10Mb/s，還增加了多點、雙向通信能力，所以RS-485 成為優(yōu)選的串行接口。

工業(yè)監(jiān)控計算機(jī)一般只具備RS-232 串行接口，而智能儀表安裝的位置與監(jiān)控計算機(jī)的距離也經(jīng)常超過30 米，所以要把智能儀表檢測出來的數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控計算機(jī)RS-485 是優(yōu)選，也就是說要把監(jiān)控計算機(jī)的RS-232 串行接口轉(zhuǎn)換成RS-485 串行接口才能和智能儀表搭建一個RS-485 的網(wǎng)絡(luò)。  　   

下面以基于RS-485的MODBUS_RTU協(xié)議格式，簡單說明：一般組網(wǎng)系統(tǒng)均采用主從總線結(jié)構(gòu)，以監(jiān)控計算機(jī)作為主機(jī)發(fā)起通信，多臺智能儀表等設(shè)備作為從機(jī)，各從機(jī)在進(jìn)行傳輸之前必需要等待來自主機(jī)的允許信號。主機(jī)可以發(fā)送和接收來自通信鏈上從機(jī)的信息，而從機(jī)則始終處于被動狀態(tài)，隨時準(zhǔn)備相應(yīng)來自主機(jī)的通信請求。