工業(yè)級(jí)路由器中Modbus的作用

　Modbus 是一種基于主/從或客戶端/服務(wù)器架構(gòu)的請(qǐng)求-響應(yīng)協(xié)議。在主從關(guān)系中，通信總是成對(duì)發(fā)生的。一個(gè)設(shè)備必須發(fā)起請(qǐng)求，然后等待響應(yīng)。發(fā)起設(shè)備(稱為主設(shè)備)負(fù)責(zé)發(fā)起每個(gè)交互。通常，主設(shè)備是HMI或SCADA系統(tǒng)，從設(shè)備是傳感器、可編程邏輯控制器(PLC)或可編程自動(dòng)控制器(PAC)。該標(biāo)準(zhǔn) Modbus 網(wǎng)絡(luò)中，有一個(gè)主站和多達(dá) 247 個(gè)從站。每個(gè)從站都有一個(gè)從 1 到 247 的唯一從站地址。

　　2. Modbus 協(xié)議

　　目前modbus協(xié)議主要用于串口和以太網(wǎng)版本。對(duì)于串口連接，有modbus RTU和mobus ASCII兩種協(xié)議，在數(shù)據(jù)和協(xié)議細(xì)節(jié)上略有不同。對(duì)于 modbus TCP 等以太網(wǎng)連接，不需要驗(yàn)證和計(jì)算。

　　2.1 Modb us 數(shù)據(jù)傳輸模式

　　1) Modbus RTU

　　它用于串行通信，并利用緊湊的二進(jìn)制數(shù)據(jù)來(lái)表示協(xié)議通信。RTU 格式遵循命令/數(shù)據(jù)，帶有循環(huán)冗余校驗(yàn)校驗(yàn)和作為錯(cuò)誤校驗(yàn)機(jī)制，以確保數(shù)據(jù)的可靠性。Modbus RTU 是可用于 Modbus 的最常見(jiàn)實(shí)現(xiàn)。Modbus RTU 消息必須連續(xù)傳輸，字符間沒(méi)有猶豫。Modbus 消息由空閑(靜默)時(shí)段構(gòu)成(分隔)。

　　2) Modbus ASCII

　　它用于串行通信，并利用 ASCII 字符進(jìn)行協(xié)議通信。ASCII 格式使用縱向冗余校驗(yàn)和。Modbus ASCII 消息由前導(dǎo)冒號(hào) (":") 和尾隨換行符 (CR/LF) 構(gòu)成。

　　3) Modbus TCP

　　它是一種 Modbus 變體，用于通過(guò) TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，通過(guò)端口 502 連接。它不需要校驗(yàn)和計(jì)算，因?yàn)檩^低層已經(jīng)提供校驗(yàn)和保護(hù)。

　　2.2 Modbus ASCII、RTU 和 TCP 的區(qū)別

　　Modbus RTU 和 Modbus ASCII 使用相同的協(xié)議。唯一的區(qū)別是通過(guò)線路傳輸?shù)淖止?jié)在 RTU 中以二進(jìn)制形式呈現(xiàn)，而在 ASCII 中以可讀 ASCII 形式呈現(xiàn)。關(guān)于 RTU 需要注意的重要一點(diǎn)是 RTU 消息沒(méi)有 Start_of_text 指示。通信中的接收方使用“靜默”時(shí)間來(lái)確定新消息的開(kāi)始。ASCII 確實(shí)有一個(gè)文本開(kāi)始標(biāo)記。二進(jìn)制消息比 ASCII 短，因此理論上傳輸/接收更快。

　　Modbus TCP 基本上是在以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中使用 TCP 接口的 Modbus RTU 協(xié)議。Modbus 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是使用 TCP/IP 協(xié)議中使用的是應(yīng)用層定義的。TCP協(xié)議，用于保證數(shù)據(jù)的正確接收和發(fā)送，IP是地址和路由信息。Modbus TCP 命令是以太網(wǎng) TCP/IP 包裝器中包含的 Modbus RTU 命令。Modbus TCP 的優(yōu)勢(shì)在于使用現(xiàn)有的以太網(wǎng)設(shè)備，這些設(shè)備部署廣泛且具有成本效益。