Modbus通信协议是一种广泛应用于工业自动化领域的串行通信协议，由Modicon公司（现为施耐德电气Schneider Electric）于1979年开发。该协议已成为工业电子设备之间通信的通用标准，支持多种设备和系统之间的数据交换。以下是对Modbus通信协议的详细介绍：
一、概述
- 定义：Modbus协议是一种用于电子控制器上的通用语言，允许控制器之间、控制器通过网络（如以太网）和其他设备之间进行通信。
- 应用：广泛应用于工业自动化控制系统中，连接PLC、传感器、执行器等设备，实现监控和控制。
- 特点：简单、可靠、通用，易于部署和维护，对供应商而言修改移动本地的比特或字节限制较少。
二、协议版本与通信方式
1. 协议版本
- Modbus RTU：紧凑的二进制表示数据方式，适用于高速通讯和较远距离的数据传输。
- Modbus ASCII：人类可读的冗长表示方式，适用于低速通讯和较短距离的数据传输。
- Modbus TCP/IP：基于以太网的通讯方式，封装在TCP/IP协议栈中，支持远程通讯和多个设备同时访问。
- Modbus UDP/IP：基于UDP/IP的无连接通讯方式，不保证数据的可靠性和顺序，适用于对实时性要求较高、通讯效率要求较高的场景。
2. 通信方式
- 串行通讯：通过串行接口（如RS-232或RS-485）进行数据传输，包括Modbus RTU和Modbus ASCII两种格式。
- 以太网通讯：利用以太网的高速性能和广泛的网络结构，包括Modbus TCP/IP和Modbus UDP/IP。
- 串行-以太网转换：通过串行-以太网转换器将串行设备与以太网相连，实现远程访问和控制。
- 无线通讯：利用蓝牙、Wi-Fi等无线技术实现设备之间的远程数据交换，提高系统的灵活性和可移动性。
三、协议结构与数据传输
1. 协议结构
- Modbus RTU：数据帧包括起始位、设备地址、功能码、数据、CRC校验和等字段。
- Modbus ASCII：数据帧包括起始符号、设备地址、功能码、数据、LRC校验和等字段。
- Modbus TCP/IP：数据帧包括MBAP报头（包括事务标识符、协议标识符、长度和单元标识符）、功能码、数据等字段，使用CRC校验。
2. 数据传输
- 主从结构：Modbus协议采用主从结构，其中一个主节点负责发起通信，而从节点负责响应。
- 请求与响应：主节点向从节点发送读取或写入的命令，并接收从节点返回的数据响应。
- 错误检测：使用CRC（循环冗余校验）或LRC（纵向冗长检测）进行数据的错误检测，确保数据的正确性和完整性。
四、应用场景
- 工业自动化控制系统：连接PLC、传感器、执行器等设备，实现监控和控制。
- 智能家居系统：连接各种传感器和执行器，实现远程控制和监测。
- 能源监控系统：连接电表、燃气表、水表等设备，实现能源数据的采集和分析。
- 环境监测系统：连接各种传感器和仪器，监测环境参数如温度、湿度、气压等。
- 智能交通系统：连接交通控制设备、车辆检测器等，实现交通信号的控制和管理。
五、总结
Modbus通信协议以其简单、可靠、通用的特点，在工业自动化领域得到了广泛应用。通过不同的协议版本和通信方式，Modbus协议能够满足各种设备和系统之间的数据交换需求，推动工业自动化技术的发展。
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调试小实验1
1.使用虚拟串口，生成串口对
2.启动ModSim32 从站仿真
3.启动ModScan32 读写数据
调试小实验2
1.使用虚拟串口，生成串口对
2.串口助手作为主站，ModSim32作为从站
3.读取线圈状态（功能码01）
调试小实验3
Modbus rtu读取modsim32保持寄存器数据
调试小实验4
Modbus tcp读取modsim32保持寄存器数据
