MODBUS协议-蓄电池组在线监测.doc

蓄电池组在线监测装置 MODBUS通信协议 1 MODBUS通信协议原理 2 物理层接口 蓄电池组在线监测装置，采用RS485 线路进行通信。 3 Modbus 串行数据链路层协议 3.1 Modbus主站/从站协议原理 Modbus 串行链路协议是一个主-从协议。在同一时刻，只有一个主节点连接于总线，一个或多个子节点(最大编号为247 ) 连接于同一个串行总线。Modbus 通信总是由主节点发起。子节点在没 有收到来自主节点的请求时，从不会发送数据。子节点之间从不会互相通信。主节点在同一时刻只 会发起一个Modbus 事务处理。 主节点以两种模式对子节点发出Modbus 请求: ??在单播模式，主节点以特定地址访问某个子节点，子节点接到并处理完请求后，子节点向主节 点返回一个报文(一个 应答)。在这种模式， 一个 Modbus 事务处理包含2 个报文： 一个来自主节点的请求， 一个来自子节点的应答。 每个子节点必须有唯一的地址(1 到247)，这样才能区别于其它节点被独立的寻址。 ??在广播模式，主节点向所有的子节点发送请求。 对于主节点广播的请求没有应答返回。广播请求一般用于写命令。所有设备必须接受广播模式的写 功能。地址0 是专门用于表示广播数据的。 单播和广播模式的区别在一个多点的结构下(如RS485)更加易于理解。 3.2 Modbus地址规则 Modbus 寻址空间有256 个不同地址。 0 1～47 55～248 广播地址 子节点单独地址 保留 Modbus 主节点没有地址， 只有子节点必须有一个地址。该地址必须在Modbus 串行总线上唯 一。 图解如下： 3.3 串行链路数据帧格式 3.3.1 Modbus帧描述 MODBUS 协议定义了一个与基础通信层无关的简单协议数据单元（PDU）。特定总线或网络上 的MODBUS 协议映射能够在应用数据单元（ADU）上引入一些附加域。 表3-2 数据帧格式表 字段 字节数 描述 设备地址 1 BYTE 型数据，对象的地址。范围1~247。每组蓄电池分配 一个访问地址，默认情况下组1 地址为1，组2 地址为组1 地址加1，以此类推。监测多少组蓄电池，就占用连续的多 少个地址。组1 地址可以前台修改，相应组2 地址也会在组 1 地址上增1。 功能码 1 BYTE 型数据。见“命令解析”。正常情况下发送和应答的 功能码一致，异常情况下参见“异常应答机制”。 数据区 N 见“命令解析”。 校验 2 CRC16 校验，校验生成函数参考附录七。 帧格式图解 ??在Modbus 串行链路，地址域只含有子节点地址。 如前文所述，合法的子节点地址为十进制0 – 247。每个子设备被赋予1 – 247 范围中的地址。 主节点通过将子节点的地址放到报文的地址域对子节点寻址。当子节点返回应答时， 它将自己的地 址放到应答报文的地址域以让主节点知道哪个子节点在回答。 ??功能码指明服务器要执行的动作。功能码后面可跟有表示含有请求和响应参数的数据域。 ??错误检验域是对报文内容执行冗余校验 的计算结果。根据不同的传输模式(RTU or ASCII) 使用两种不同的计算方法。 4.串行传输模式RTU 它定义了报文域的位内容在线路上串行的传送。它确定了信息如何打包为报文和解码。 Modbus 串行链路上所有设备的传输模式 (和串行口参数) 必须相同。 4.1 RTU传输模式 串行链路上第一个MODBUS执行的长度约束限制了MODBUS PDU大小（最大RS485ADU=256 字节）。 因此，对串行链路通信来说，MODBUS PDU=256-服务器地址（1字节）-CRC（2 字节）＝253 字节。帧描述 : ??Modbus RTU 帧最大为256 字节。 4.2 Modbus 报文RTU帧 由发送设备将Modbus 报文构造为带有已知起始和结束标记的帧。这使设备可以在报文的开始接收 新帧，并且知道何时报文结束。不完整的报文必须能够被检测到而错误标志必须作为结果被设置。 在 RTU 模式，报文帧由时长至少为3.5 个字符时间的空闲间隔区分。在后续的部分，这个时间区 间被称作t3.5。 整个报文帧必须以连续的字符流发送。 如果两个字符之间的空闲间隔大于1.5 个字符时间，则报文帧被认为不完整应该被接收节点丢弃。 串通讯的数据帧格式图解 4.3.1///*****************串口传输设置******************** 蓄电池组在线监测装置，采用RS485 线路进行通信。串口通信输出格式为：1 位起始位，8 位数据位，1 位停止位，奇校验。默认波特率为2400bps，可调节为1200bps, 2400bps,4800bps, 9600b