(合同范本)MODBUS協(xié)議(功能碼及報(bào)文解析)

1、MODBUS協(xié)議Modbus是一種串行通信協(xié)議，是 Modicon于1979年，為使用可 編程邏輯控制器(PLQ而發(fā)表的。事實(shí)上，它已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設(shè)備之間相當(dāng)常用的連接方式。Modbus比其他通信協(xié)議使用的更廣泛的主要原因有：公開(kāi)發(fā)表并且無(wú)版稅要求相對(duì)容易的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)部署對(duì)供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，修改移動(dòng)原生的位或字節(jié)沒(méi)有很多限制Modbus允許多個(gè)設(shè)備連接在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行通信，舉個(gè)例子，一個(gè)由測(cè)量溫度和濕度的裝置，并且將結(jié)果發(fā)送給計(jì)算機(jī)。在數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)(SCADA中，Modbus通常用來(lái)連接監(jiān)控計(jì)算機(jī)和 remote term inal un it (RTU)

2、。Modbus協(xié)議目前存在用于串口、以太網(wǎng)以及其他支持互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)的版本。大多數(shù)Modbus設(shè)備通信通過(guò)串口 EIA-485物理層進(jìn)行1。對(duì)于串行連接，存在兩個(gè)變種，它們?cè)跀?shù)值數(shù)據(jù)表示不同和協(xié)議細(xì)節(jié)上略有不同。Modbus RTL是一種緊湊的，采用二進(jìn)制表示數(shù)據(jù)的方式，Modbus ASCII是一種人類(lèi)可讀的，冗長(zhǎng)的表示方式。這兩 個(gè)變種都 使用串行通訊(serial communication )方式。RTU格式后 續(xù)的命令/數(shù)據(jù) 帶有循環(huán)冗余校驗(yàn)的校驗(yàn)和，而 ASCII格式采用縱向冗余校驗(yàn)的校驗(yàn) 和。被配置為RTU變種的節(jié)點(diǎn)不會(huì)和設(shè)置為ASCII變 種的節(jié)點(diǎn)通信，反 之亦然對(duì)于通過(guò)TC

3、P/IP （例如以太網(wǎng)）的連接，存在多個(gè)Modbus/TCP變種，這種方式不需要校驗(yàn)和的計(jì)算。對(duì)于所有的這三種通信協(xié)議在數(shù)據(jù)模型和功能調(diào)用上都是相同的，只有封裝方式是不同的。Modbus 有一個(gè)擴(kuò)展版本Modbus Plus （ Modbus+ 或者 MB+ ） ,不過(guò)此協(xié)定是Modicon 專(zhuān)有的，和Modbus 不同。它需要一個(gè)專(zhuān)門(mén)的協(xié)處理器來(lái)處理類(lèi)似HDLC 勺高速令牌旋轉(zhuǎn)。它使用1Mbit/s 的雙絞線(xiàn)，并且每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有轉(zhuǎn)換隔離裝置，是一種采用轉(zhuǎn)換/邊緣觸發(fā)而不是電壓 /水平觸發(fā)的裝置。連接Modbus Plus 到計(jì)算機(jī)需要特別的接口，通常是支持ISA （SA85 ,PCI 或者 P

4、CMCIA、線(xiàn)的板卡。Modbus 協(xié)議是一個(gè)master/slave 架構(gòu)的協(xié)議。有一個(gè)節(jié)點(diǎn)是master 節(jié)點(diǎn)，其他使用Modbus 協(xié)議參與通信的節(jié)點(diǎn)是slave 節(jié)點(diǎn)。 每一個(gè) slave 設(shè)備都有一個(gè)唯一的地址。在串行和MB 網(wǎng)絡(luò)中，只有被指定為主節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)可以啟動(dòng)一個(gè)命令（在以太網(wǎng)上，任何一個(gè)設(shè)備都能發(fā)送一個(gè)Modbus 命令，但是通常也只有一個(gè)主節(jié)點(diǎn)設(shè)備啟動(dòng)指令）。一個(gè) ModBus 命令包含了打算執(zhí)行的設(shè)備的Modbus 地址。所有設(shè)備都會(huì)收到命令，但只有指定位置的設(shè)備會(huì)執(zhí)行及回應(yīng)指令（地址0 例外，指定地址0 的指令是廣播指令，所有收到指令的設(shè)備都會(huì)執(zhí)行，不過(guò)不回應(yīng)指令）。所

5、有的Modbus 命令包含了檢查碼，以確定到達(dá)的命令沒(méi)有被破壞?；镜腗odBus 命令能指令一個(gè)RTU 改變它的寄存器的某個(gè)值，控制或者讀取一個(gè)I/O端口，以及指揮設(shè)備回 送一 個(gè)或者多個(gè)其寄存器中的數(shù)據(jù)。有許多modem和網(wǎng)關(guān)支持 Modbus協(xié)議）因?yàn)?Modbus協(xié)議很簡(jiǎn)單而且容易復(fù)制。它們當(dāng)中一些為這個(gè)協(xié)議特別設(shè)計(jì)的。有使用有線(xiàn)、無(wú)線(xiàn)通信甚至短消息和 GPRS勺不同實(shí)現(xiàn)。不過(guò)設(shè)計(jì)者需要克服一些包括高延遲和時(shí)序的問(wèn)題。MODBU S信過(guò)程如下圖MODBUS RT報(bào)文格式起始位設(shè)備地功能代址碼數(shù)據(jù)CRC校驗(yàn)結(jié)束符T1-T2-T3-T48Bit8Bitn 個(gè) 8Bit16BitT1-T2-

6、T3-T4MODBUS ASCI 報(bào)文格式起始位設(shè)備地功能代碼數(shù)據(jù)LRC校結(jié)束符1個(gè)字符 2 了 2個(gè)字符n個(gè)字符 2 了 2個(gè)字符MODBUS TCP 文交互標(biāo)識(shí)協(xié)議標(biāo)識(shí)報(bào)文長(zhǎng)度設(shè)備標(biāo)識(shí)功能代碼數(shù)據(jù)2字節(jié)狽為02字節(jié) 2字節(jié) 1字節(jié)一般為0圖字節(jié)在也就是設(shè)1個(gè)字符n個(gè)字符前 備地址實(shí)際上MODBUS RTU ASCII的內(nèi)容是完全相同的，不同的的ASCII方式用“：”標(biāo)識(shí)幀起始，用“CR LF標(biāo)識(shí)幀結(jié)束。校驗(yàn)采用 L RC把RTU幀中一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容換成了2個(gè)ASCII字符。比如在RTU方式下設(shè)備地址01只有一個(gè)字節(jié)，在 ASCII方式下轉(zhuǎn)換成字符串“ 0 1”（16進(jìn)制的30 31 ）。MO

7、DBUS TC中的設(shè)備標(biāo)識(shí)，功能碼等與 MODBUS RTU 同，可以認(rèn)為是在MODBUS RTU文的前邊加了一個(gè)頭，去掉了CRC校驗(yàn)這個(gè)oMODBUS、議定義了 4種基本數(shù)據(jù)類(lèi)型：可讀寫(xiě)位數(shù)據(jù)，只讀位 數(shù)據(jù)，只讀16位數(shù)據(jù)，可讀寫(xiě)16位數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)分別被稱(chēng)為線(xiàn)圈狀 態(tài)，輸入狀態(tài)，輸入寄存器，保持寄存器MODMODBU協(xié)議中定義的這些數(shù)據(jù)都是一個(gè)從地址1開(kāi)始的數(shù)組,訪問(wèn)時(shí)需要指明從哪個(gè)地址開(kāi)始訪問(wèn)，訪問(wèn)多少個(gè)數(shù)據(jù)。下表是BUS的功能碼ModBus功能碼功能010203040506070809101112131415作用名稱(chēng)讀取線(xiàn)圈狀態(tài)讀取輸入狀態(tài)取得一組邏輯線(xiàn)圈的當(dāng)前狀態(tài)（ON/OFF ）取

8、得一組開(kāi)關(guān)輸入的當(dāng)前狀態(tài)（ON/OFF ）讀取輸入寄存器強(qiáng)置單線(xiàn)圈預(yù)置單寄存器讀取異常狀態(tài)回送診斷校驗(yàn)編程（只用于484）控詢(xún)（只用于484）讀取事件計(jì)數(shù)讀取通信事件記錄編程（184/384 484584）探詢(xún)（184/384 484584）強(qiáng)置多線(xiàn)卷讀取保持寄存器在一個(gè)或多個(gè)保持寄存器中取得當(dāng)前的二進(jìn)制值在一個(gè)或多個(gè)輸入寄存器中取得當(dāng)前的二進(jìn)制 值強(qiáng)置一個(gè)邏輯線(xiàn)圈的通斷狀態(tài)把具體二進(jìn)值裝入一個(gè)保持寄存器取得8個(gè)內(nèi)部線(xiàn)圈的通斷狀態(tài)，這8個(gè)線(xiàn)圈的地址由控制器決定，用戶(hù)邏輯可以將這些線(xiàn)圈 定 義，以說(shuō)明從機(jī)狀態(tài)，短報(bào)文適宜于迅速讀取狀態(tài)把診斷校驗(yàn)報(bào)文送從機(jī)，以對(duì)通信處理進(jìn)行評(píng) 鑒 使主機(jī)模擬編程器作用，修改 PC從機(jī)邏輯可使 主機(jī)與一臺(tái)正在執(zhí)行長(zhǎng)程序任務(wù)從機(jī)通信，探詢(xún)?cè)搹臋C(jī)是否已完成其操作任務(wù)，僅在 含 有功能碼9的報(bào)文發(fā)送后，本功能碼才發(fā)送可使主機(jī)發(fā)出單詢(xún)問(wèn)，并隨即判定操作是否成 功，尤其是該命令或其他應(yīng)答產(chǎn)生通信錯(cuò)誤時(shí) 可是主機(jī)檢索每臺(tái)從機(jī)的