1.Modbus通讯协议的简介

Modbus协议是MODICON 公司推出的一个开放式现场总线的通信协议，由于得到众多仪表厂家的支持,正在成为仪表及智能终端的工业标准。目前，多数智能仪表已利用该协议向用户提供通信接口,随着仪表和通信技术的发展，Modbus协议由Standard Modbus(标准型)发展到 Modbus Plus(增强型)^[1]。

Modbus通信协议是应用于电子控制器上的一种通用语言, 通过此协议控制器相互之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信, 它已经成为一通用工业标准。不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络, 进行集中监控^[2]。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。　　

当在Modbus网络上通信时，此协议决定了每个控制器须要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用Modbus协议发出。在其它网络上，包含了Modbus协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。

2.Modbus协议的传输方式

MODBUS协议有两种传输模式即 RTU和ASCII模式，其中RTU模式数据帧中的8位包括两个4位16进制字符，相对于ASCII模式，RTU模式表达相同的信息需要较少的位数， 且在相同通讯速率下具有更大的数据流量^[3]。

在标准的 Modbus网络上, 可以设置控制器为两种传输模式中的任何一种。在配置每个控制器的时候, 需选择想要的模式, 以及串口通信参数 (波特率、校验方式等) , 在 Modbus网络上的所有设备都必须选择相同的传输模式和串口通讯参数。

两种传输模式中, Modbus消息被传送设备作为有起点和终点的帧, 这就允许接收的设备在消息起始处开始工作, 读地址分配信息, 判断哪一个设备被选中 (广播方式则传给所有设备), 判知何时信息已完成。

ASCII帧，使用ASC II模式, 消息以冒号 (: )字符 ( ASCII码3AH ) 开始, 以回车换行符结束(ASCII码0DH,0AH )。其它域可以使用的传输字符是十六进制的。网络上的设备不断侦测 / : 0 字符,当有一个冒号接收到时, 每个设备都解码下个域 (地址域) 来判断是否发给自己的。消息中字符间发送的时间间隔最长不能超过 1s , 否则接收的设备将认为传输错误。

RTU 帧，使用 RTU模式, 消息发送至少要以 315个字符时间的停顿间隔开始。在网络波特率下多样的字符时间, 这是最容易实现的。传输的第一个域是设备地址。可以使用的传输字符是十六进制的。网络设备不断侦测网络总线, 包括停顿间隔时间内。当第一个域(地址域)接收到, 每个设备都进行解码以判断是否发往自己的。