什么是Modbus协议？

Modbus 是一种广泛应用于工业控制领域的通用通讯协议，包括RTU、ASCII和TCP。标准Modbus协议物理层接口包括RS232、RS485和以太网。

TCP 则是一种广泛应用的传输协议。将这两种协议结合在一起，可以使得工业控制系统之间的通信更加高效和稳定。

Modbus 是一种主从式的串行通信协议，它由主设备 (Master) 和从设备 (Slave) 组成。主设备可以向从设备发送指令，并从设备返回响应。Modbus 协议采用数据块的方式进行数据传输，每个数据块都包含一定的元数据，如数据长度、数据类型、错误代码等。

Modbus TCP 通讯协议是将 Modbus 协议和 TCP 传输协议结合在一起的通讯协议。它允许主设备 (Master) 和从设备 (Slave) 之间进行通信，并且可以在 TCP 传输协议的基础上进行数据包的传输和交换。Modbus TCP 通讯协议的基本原理是将 Modbus 数据块封装在 TCP 数据包中，并通过 TCP 传输协议进行传输。

在实际应用中，Modbus TCP 通讯协议的应用场景非常广泛。它可用于工业自动化控制、数据采集、能源管理、楼宇自控等领域。Modbus TCP 通讯协议可以提高工业控制系统之间的通信效率，并增强系统的可扩展性和可靠性。

ModbusRTU和ModbusASCII均处于串行传输模式。其中ModbusRTU采用二进制表示，ModbusASCII采用ASCII码传输，并使用特殊字符作为其字节的开始和结束标识。其传输效率远低于ModbusRTU协议。ModbusTCP是通过工业以太网TCP/IP网络传输的Modbus通信。Modbus数据传输提供连接到以太网TCP/IP网络的客户端和服务器之间的实时通信。

Modbus协议层

Modbus协议定义了独立于基本通信层的简单协议数据单元（PDU）。特定总线或网络上的Modbus协议映射可在应用数据单元（ADU）上引入一些附加域。

协议数据单元（PDU）

PDU和它的处理程序组成了 ModBus应用程序协议的核心。在此基础上，给出了协议数据单元的格式，协议中所使用的数据概念，函数码的存取方式，函数码的具体执行方式和约束条件。modbusPDU格式是一个函数编码，后面是一套相应的数据。资料的尺寸及内容是以函数码来规定的，并且所有的 PDU （函数码及资料）的尺寸不得大于253个字节。每一种函数编码都具有一种特殊的行为，这种行为可以通过从机来执行。

一般情况下， MODBUS可以存取的资料储存在四种资料库或位址中：线圈状态，分立输入，保持寄存器，以及输入寄存器。这些资料库会定义所包含之资料的型别与存取。由于该装置在本机存放，因此可以从该装置直接存取该资料。取而代之的是， ModBus的宿主需要使用不同的函数代码来存取这个数据。

应用数据单元（ADU）

Adu有三个标准格式，即 TCP，远程终端单元（RTU）和 ASCII。传统的串行线一般采用 RTU、 ASCIIAdu等，传统的 TCP/IP、 UDP/IP等都采用了 TCP。

与其它通讯协议相比， MODBUS的应用更为广泛，其主要理由有：

1) ModBus能够支持RS-23285 （串行）等许多电子接口，并且能够通过双绞线，光纤，无线等不同的媒体进行通信。

2)模总线框架结构简洁，容易理解，便于研制。

3)具有良好的可靠性。ModBus协议要求对数据进行检查。在 ASCII方式和 RTU方式分别采用了 LRC和16比特的 CRC两种方式。另外， MODBUS系统还采用了主从式的定时收发方式。在实际应用中，若从站发生故障、停电等情况，则由主端来判断是否发生故障，并在故障排除后，再由主端自动恢复。