Modbus RTU协议与Modbus TCP/IP协议的区别

Modbus RTU和Modbus TCP/IP的本质都是Modbus协议，都是通过Modbus寄存器地址来交换数据的，那么它们之间有什么区别呢？今天我们从以下几个方面来探讨一下。

1.概念

Modbus是一种标准的工控数据交换协议，可用于RTU、ASCII、TCP/IP三种协议数据的相互传输。RTU（Remote Terminal Unit）通过串口通信（如RS-485）直接以二进制形式传输数据，效率高，开销小。ASCII模式将每个字节的数据转换成两个ASCII字符，便于人为阅读，但效率较低。而Modbus TCP则是将Modbus协议数据嵌入TCP数据包中，通过TCP/IP网络进行传输。

2.通信模式

以太网，对应的通信模式是Modbus TCP。异步串行传输可利用有线RS-232、RS-422、RS-485、光纤和无线等各种介质，对应于Modbus RTU或Modbus ASCII。高速令牌传递网络用于Modicon的专有系统，对应于Modbus PLUS。

3.协议封装

与Modbus RTU协议相比，Modbus TCP协议在RTU协议中添加了MBAP（Modbus应用协议）报头。由于TCP基于可靠的连接服务，因此在Modbus TCP中不再需要RTU中用于错误检测的CRC校验码。因此，Modbus TCP不包含CRC校验码。

描述这种差异的一种流行说法是，Modbus TCP本质上是Modbus RTU协议，在前面增加了一个MBAP报头，并在末尾删除了两个CRC校验码字节。

4.通信中的角色

Modbus RTU 协议通过 RS-232 和 RS-485 等串行通信通道促进控制器之间以及控制器与其他设备之间的通信。它广泛应用于需要在短距离至中距离内进行可靠高效通信的工业环境。

另一方面，Modbus TCP 协议用于以太网通信。它将 Modbus 协议数据封装在 TCP/IP 数据包中，允许设备通过局域网 (LAN) 或广域网 (WAN) 进行通信。Modbus TCP 在应用层运行，利用 TCP/IP 堆栈的可靠传输功能。

5.传输

Modbus RTU 协议的应用受到限制，因为它的传输距离较短，速度较慢。通常，Modbus RTU 用于通信距离不超过几百米且速度要求适中的环境，典型波特率范围为 9600 至 115200 bps。尽管存在这些限制，Modbus RTU 仍然因其在工业控制系统中的简单性、可靠性和成本效益而广受欢迎。

相比之下，Modbus TCP 协议因其传输距离长、传输速度快而得到广泛应用。利用以太网和 TCP/IP 协议，Modbus TCP 可以在更远的距离上传输数据，在使用路由器和交换机时实际上不受限制，并且速度更快，通常达到每秒数百兆比特 (Mbps)。这些优势使 Modbus TCP 适用于需要高带宽和广泛通信网络的应用。

6.应用

Modbus RTU 协议主要用于电气自动化和过程控制，通常采用 RS-232 或 RS-485 通信接口。这些接口广泛应用于工业环境，提供可靠的短距离通信。

Modbus TCP 协议主要用于互联网或内部网。它利用以太网和 TCP/IP 网络促进设备通过局域网 (LAN) 或广域网 (WAN) 进行通信，使其适用于需要高带宽和长距离通信的应用。