5種工業(yè)通訊協(xié)議及其特點(diǎn)

　　消息檢查是 Modbus 如此受歡迎的另一個(gè)原因。CRC 和 LRC 檢查意味著檢查傳輸錯(cuò)誤的準(zhǔn)確率達(dá)到 99%。

　　概括來(lái)講，Modbus就是一種用于工業(yè)控制的協(xié)議，具有免費(fèi)使用、上手簡(jiǎn)單、修改方便三大特點(diǎn)，已經(jīng)被廣泛使用。

　　此協(xié)議支持傳統(tǒng)的RS-232、RS-485、RS-422和以太網(wǎng)設(shè)備。許多工業(yè)設(shè)備，包括PLC，DCS，智能儀表，變頻器等都在使用Modbus協(xié)議作為他們之間的通訊標(biāo)準(zhǔn)。有了它，不同廠商生產(chǎn)的控制設(shè)備可以連成工業(yè)網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行集中監(jiān)控。

　　RS-485

　　RS-485是一個(gè)物理接口，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，也就是硬件。

　　它只需要兩根通訊線(xiàn)，即可以在兩個(gè)或兩個(gè)以上的設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

　　這種數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪B接，是半雙工的通訊方式。在某一個(gè)時(shí)刻，一個(gè)設(shè)備只能進(jìn)行發(fā)送數(shù)據(jù)或接收數(shù)據(jù)。

　　硬件通訊接口建立后，在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬x表之間需要約定一個(gè)數(shù)據(jù)協(xié)議，以使接收端能夠解析收到的數(shù)據(jù)，這便是“協(xié)議”的概念。

　　通訊協(xié)議有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議格式，如“ModBus”協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議內(nèi)容全面，包含的內(nèi)容很多，但不易理解。由此，部分廠商自定義了一種協(xié)議，簡(jiǎn)單實(shí)用，這便是“自定義協(xié)議”。

　　RS-485總線(xiàn)由于其成本低廉，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單而得到了廣泛的應(yīng)用，大量用于智能家居、安防監(jiān)控，智能交通，智能樓宇，機(jī)房監(jiān)控，工業(yè)自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域。RS-485總線(xiàn)敷設(shè)線(xiàn)路比較簡(jiǎn)單，但是有一些相應(yīng)的事項(xiàng)必須注意，否則會(huì)容易導(dǎo)致通信失敗。

　　Modbus

　　Modbus是通信協(xié)議的其中一種，就像漢語(yǔ)和英語(yǔ)一樣，是一種交流的語(yǔ)言，一種機(jī)器之間交流的語(yǔ)言。

　　那么在交流之前肯定要有溝通的橋梁，那就是傳輸媒介RS-485或RS-232等其他電氣規(guī)則。

　　同一種協(xié)議可以用不同的傳輸媒介方式，如RS-485或RS-232.

　　Modbus協(xié)議又分Modbus RTU，Modbus ASCII和后來(lái)發(fā)展的Modbus TCP三種模式。

　　其中前兩種所用的物理硬件接口都是串行(Serial)通訊口(RS-232、RS-485、RS-422)。而Modbus TCP則是為了順應(yīng)當(dāng)今世界的發(fā)展潮流，都可以用Ethernet網(wǎng)或Internet來(lái)連接，傳送數(shù)據(jù)。所以又叫Modbus TCP模式，該模式的硬件接口就是以太網(wǎng)(Ethernet)口了，也就是我們電腦上一般用的網(wǎng)絡(luò)口了。

　　Modbus 協(xié)議是應(yīng)用于電子控制器上的一種通用語(yǔ)言。通過(guò)此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)(例如以太網(wǎng))和其它設(shè)備之間可以通信。它已經(jīng)成為一通用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此協(xié)議定義了一個(gè)控制器能認(rèn)識(shí)使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。

　　modbus通訊協(xié)議是一種主從式異步半雙工通信協(xié)議，采用主從式通訊結(jié)構(gòu)，可以使一個(gè)主站對(duì)應(yīng)多個(gè)從站進(jìn)行雙向通信。它描述了一控制器請(qǐng)求訪(fǎng)問(wèn)其它設(shè)備的過(guò)程，如何回應(yīng)來(lái)自其它設(shè)備的請(qǐng)求，以及怎樣偵測(cè)錯(cuò)誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

　　Modbus協(xié)議包括ASCII、RTU等通訊方式，并沒(méi)有規(guī)定物理層。此協(xié)議定義了控制器能夠認(rèn)識(shí)和使用的消息結(jié)構(gòu)，而不管它們是經(jīng)過(guò)何種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的。標(biāo)準(zhǔn)的Modicon控制器使用RS232C實(shí)現(xiàn)串行的Modbus。Modbus的ASCII、RTU協(xié)議規(guī)定了消息、數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)、命令和就答的方式，數(shù)據(jù)通訊采用主-從方式，主站發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求消息，從站接收到正確消息后就可以發(fā)送數(shù)據(jù)到主站以響應(yīng)請(qǐng)求;主站也可以直接發(fā)消息修改從站的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)雙向讀寫(xiě)。

　　1. ZigBee

　　ZigBee是一種低速短距離傳輸?shù)臒o(wú)線(xiàn)通信協(xié)議，是一種高可靠的無(wú)線(xiàn)數(shù)傳網(wǎng)絡(luò)，主要特色有低速、低耗電、低成本、支持大量網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)、支持多種網(wǎng)上拓?fù)?、低?fù)雜度、快速、可靠、安全。

　　ZigBee的每個(gè)網(wǎng)絡(luò)端口可以最多接入6.5萬(wàn)多個(gè)端口，使得它在物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)逐漸成為一個(gè)主流技術(shù)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、智能家居等領(lǐng)域得到大規(guī)模的應(yīng)用。

　　2. WiFi

　　由于前幾年家用WiFi路由器以及智能手機(jī)的迅速普及，WiFi協(xié)議在智能家居領(lǐng)域也得到了廣泛應(yīng)用。WiFi協(xié)議最大的優(yōu)勢(shì)是可以直接接入互聯(lián)網(wǎng)。

　　相對(duì)于ZigBee，采用Wifi協(xié)議的智能家居方案省去了額外的網(wǎng)關(guān)，相對(duì)于藍(lán)牙協(xié)議，省去了對(duì)手機(jī)等移動(dòng)終端的依賴(lài)。商用WiFi在城市公共交通、商場(chǎng)等公共場(chǎng)所的覆蓋，將商用WiFi的場(chǎng)景應(yīng)用潛力表露無(wú)遺。

　　3. LoRa

　　LoRa(LongRange，遠(yuǎn)距離)是一種調(diào)制技術(shù)，與同類(lèi)技術(shù)相比，提供更遠(yuǎn)的通信距離。LoRa網(wǎng)關(guān)、煙感、水監(jiān)測(cè)、紅外探測(cè)、定位、排插等廣泛應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品。作為一種窄帶無(wú)線(xiàn)技術(shù)，LoRa是使用到達(dá)時(shí)間差來(lái)實(shí)現(xiàn)地理定位的。

　　LoRa定位的應(yīng)用場(chǎng)景：智慧城市和交通監(jiān)控、計(jì)量和物流、農(nóng)業(yè)定位監(jiān)控。

　　4. NB-IOT

　　窄帶物聯(lián)網(wǎng)(Narrow Band Internet of Things)成為萬(wàn)物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支。NB-IoT構(gòu)建于蜂窩網(wǎng)絡(luò)，只消耗大約180kHz的帶寬，可直接部署于GSM網(wǎng)絡(luò)、UMTS網(wǎng)絡(luò)或LTE網(wǎng)絡(luò)，以降低部署成本、實(shí)現(xiàn)平滑升級(jí)。

　　NB-IoT聚焦于低功耗、廣覆蓋物聯(lián)網(wǎng)市場(chǎng)，是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用的新興技術(shù)。具有覆蓋廣、連接多、速率快、成本低、功耗低、架構(gòu)優(yōu)等特點(diǎn)。NB-IoT網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的場(chǎng)景應(yīng)用包括智能停車(chē)、智能消防、智能水務(wù)、智能路燈、共享單車(chē)和智能家電等。

　　5. 藍(lán)牙

　　藍(lán)牙技術(shù)是一種無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)和語(yǔ)音通信開(kāi)放的全球規(guī)范，它是基于低成本的近距離無(wú)線(xiàn)連接，為固定和移動(dòng)設(shè)備建立通信環(huán)境的一種特殊的近距離無(wú)線(xiàn)技術(shù)連接，一般有效的范圍在10米左右。

　　藍(lán)牙能在包括移動(dòng)電話(huà)、PDA、無(wú)線(xiàn)耳機(jī)、筆記本電腦、相關(guān)外設(shè)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行無(wú)線(xiàn)信息交換。利用“藍(lán)牙”技術(shù)，能夠有效地簡(jiǎn)化移動(dòng)通信終端設(shè)備之間的通信，也能夠成功地簡(jiǎn)化設(shè)備與因特網(wǎng)Internet之間的通信，從而數(shù)據(jù)傳輸變得更加迅速高效，為無(wú)線(xiàn)通信拓寬道路。

　　所以說(shuō)呢，RS485是硬件，Modbus是通訊語(yǔ)言，它們可以合作實(shí)現(xiàn)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議進(jìn)行設(shè)備通訊。