**Modbus协议概述**
Modbus协议是一种广泛应用在工业自动化领域的通信协议，主要设计用于设备间的客户机/服务器通信。该协议定义在OSI模型的第七层，即应用层，允许不同设备通过各种通信介质进行数据交换。Modbus协议的核心是协议数据单元（PDU），它与底层通信机制无关，确保了在不同总线或网络上的兼容性。
**Modbus通信方式**
Modbus通信可以支持以下三种方式：
1. **以太网上的TCP/IP**：利用互联网协议进行高速通信。
2. **异步串行传输**：通过EIA/TIA-232-F、EIA-422、EIA/TIA-485-A等接口在有线介质上进行通信，包括光纤和无线网络。
3. **Modbus PLUS**：高速令牌传递网络，专为Modbus设计。
**Modbus数据单元**
Modbus PDU包含了功能码，指示服务器执行的操作，以及数据域，包含请求和响应参数。根据所使用的通信模式（如RTU或ASCII），Modbus应用数据单元（ADU）可能包含附加域，如地址域和校验码。例如，在串行链路上，从站地址和冗余校验码根据报文内容计算得出。
**Modbus帧结构**
- **串行链路上的Modbus帧**：包含从站地址和根据传输模式计算的校验码。
- **TCP/IP上的Modbus帧**：使用MBAP报文头标识Modbus ADU，以便在IP网络上识别和传输。
**Modbus标准功能码**
- **公共功能码**：由Modbus-IDA组织确认并归档，保证了一致性和唯一性。
- **用户定义的功能码**：用户可自由选择但不保证唯一性。
- **保留功能码**：某些公司在其产品中私有使用。
**Modbus通信原理**
客户机发起请求，服务器接收并处理请求，返回结果。如果发生错误，服务器会发送异常功能码。
**Modbus事务处理**
Modbus协议在不同网络间保持统一，使得跨网络通信无需更改协议。TCP/IP的实现允许使用IP路由，实现全球范围内的设备通信。Modbus TCP/IP通过TCP端口502进行通信，已被IEC 61158国际标准和中国国家标准认可为现场总线。
**Modbus的特性**
- **简单且开放**：Modbus应用协议简单易懂，广泛被制造商支持，小设备也能通过以太网通信。
- **高性能**：结合Modbus协议的简洁和高速以太网，提供出色的实时性能。
Modbus协议凭借其通用性、简单性和高效性，成为工业自动化领域的重要通信协议，广泛应用于各种设备和网络环境中。
