Modbus是什么？Modbus常见的通信链路

Modbus协议是应用非常广泛的一种通信协议规约，也是最早应用在工业现场的协议。

早在1979年出现工业串行链路以来，Modbus的应用就开始普遍起来，它使得各种自动化设备之间的互相通信得到实现，做嵌入式产品开发的朋友应该不会陌生，Modbus的身影是随处可见的。并且在中国Modbus都已经形成了规范的标准，都有相应的国标的文件可以查阅到的。

有兴趣的朋友可以查阅标准文件：

《GBT 19582.1-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 第1部分：Modbus应用协议》

《GBT 19582.2-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 第2部分：Modbus协议在串行链路上的实现指南》

《GBT 19582.3-2008 基于Modbus协议的工业自动化网络规范 第3部分：Modbus协议在TCP∕IP上的实现指南》

虽然有标准文件的存在，查阅也很方便，但是对初学者和从没接触过Modbus的朋友来说，想要用于开发需要花费不少的时间去研究国标文件，费时间也费脑子。所以我想根据自己在项目开发中使用Modbus协议的经验对该协议进行拆解，有顺序的讲解Modbus的重要内容，帮助大家快速理解Modbus协议，可以做到快速应用于项目中进行协议的开发。

灵魂一问：Modbus是什么？

Modbus本质上是一种应用层上的报文协议，属于OSI模型上的应用层，它可以支持在多种不同类型总线上的设备之间进行通信，当然也一样支持以太网中应用。看下面的图片：

Modbus协议在设备端上实现的是一种主/从的通信协议结构，即请求/应答的通信模型。这怎么理解呢？其实就是使用了Modbus协议进行通信的设备中有一个设备要作为主机，其他的都作为从机，通信就是在主机和从机之间进行的。示意图如下：

Modbus常见的通信链路

Modbus应用很广泛，几乎可以应用在任何能够进行数据交互的场景中。在设备之间应用Modbus协议时，对使用何种物理链路进行数据流动并没有限制。

比如常用的有线方式：EIA/TIA-232-E、EIA-422、EIA/TIA-485-A、光纤、网线等。以及很多的无线方式等等的。实现的都是串行链路上的异步通信方式，同一时刻允许数据流向某一端的设备，不能同时出现两端流动。Modbus的通信栈如下：

Modbus应用中常见的一些专业名词

在应用Modbus的时候经常可以看到一些专业名词以及英文缩写，它们都是有着专业的含义和代表意义的。常见的缩略语如下：

ADU ：应用数据单元
HDLC ：高级数据链路控制
HMI ：人机界面
IETF ：因特网工程工作组
I/O ：输入/输出设备
IP ：互连网协议
MAC ：介质访问控制
MB ：MODBUS 协议
MBAP ：MODBUS 协议
PDU ：协议数据单元
PLC ：可编程逻辑控制器
TCP ：传输控制协议
2W ：在 “电气接口” 一章中定义的两线制配置，或其中的一个接口。
4W ：在 “电气接口” 一章中定义的四线制配置，或其中的一个接口。
2W+2W ：在两线制系统中使用四线制接口的特殊配置。(需要时可参见 Schneider Electric Momentum 文件 870 USE 101 10)。
AUI ：连接单元接口 (Attachment Unit Interface)
公共端 ：EIA/TIA 标准中的信号公共端 (Common)。在两线制或四线制 RS485 Modbus 网络中，
信号和可选的电源的公共端。Power Supply 公共端
DCE ：一个 Modbus 设备。例如, 实现了 RS232 数据电路设备 (Data-Circuit Equipment) 的
可编程序控制器适配器。也称作数据通信设备(Data Communication Equipment)。
设备 ：Modbus 设备
驱动器 ：发生器，或发送器
DTE ：一个 Modbus 设备。例如, 实现了 RS232 数据终端设备 (Data Terminal Equipment)编程终端或 PC
ITr ：干缆侧的物理总线接口 (Interface on Trunk Side)。
IDv ：设备侧的物理总线接口 (Interface on Derivation Side)。
LT ：线路终端(Line Termination)。
Modbus ：设备 实现了 Modbus 串行链路并遵循技术规范的设备。
RS232 ：EIA/ TIA -232 标准。
RS485 ：EIA/ TIA -485 标准。
RS485 ：Modbus 与该技术标准一致的两线制或四线制网络