MBUS协议(功能码及报文解析).doc

MODBUS协议 Modbus是一种串行通信协议，是Mod icon T* 1979年，为使用可 编程逻辑控制器(PLC)而发表的。事实上，它已经成为工业领域通 信协议标准，并且现在是工业电子设备之间相当常用的连接方式。M odbus比其他通信协议使用的更广泛的主要原因有： 公开发表并且无版税要求 相对容易的工业网络部署 对供应商来说，修改移动原生的位或字节没存很多限制 Modbus允许多个设备连接在同一个网络上进行通信，举个例子， 一个由测量温度和湿度的装置，并且将结果发送给计算机。在数据采 集与监视控制系统(SCADA)中，Modbus通常用来连接监控计算机和 remote terminal unit (RTU)。 Modbus协议H前存在用于串l_l、以太网以及其他支持互联网协 议的网络的版本。 人多数Modbus设备通信通过串口 ETA-485物理层进行［1］。 对于串行连接，存在两个变种，它们在数值数据表示不同和协议 细节上略有不同。Modbus RTU是一种紧凑的，采用二进制表示数掘? 的方式，Modbus ASCII是一种人类可读的，冗长的表示方式。这两 个变种都使用串行通讯(serial communication)方式。RTU格式后 续的命令/数椐带有循环冗余校验的校验和，而ASCTT格式采用纵向 冗余校验的校验和。被配置为RTU变种的节点不会和设置为ASCII变 种的节点通信，反之亦然。 对于通过TCP/IP （例如以太网）的连接，存在多个Modbus/TCP 变种，这种方式不需要校验和的计算。 对于所存的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同 的，只有封装方式是不同的。 Modbus有一个扩展版本Modbus Plus （Modbus+或者MB+），不过 此协定是Modicon专育的，和Modbus不同。它需要一个专门的协处 理器来处理类似HDLC的高速令牌旋转。它使用IMbit/s的双绞线， 并且每个节点都有转换隔离装置，是一种采用转换/边缘触发而不是 电压/水平触发的装置。连接Modbus Plus到计算机需要特别的接口, 通常是支持ISA （SA85），PCI或者PCMCIA总线的板卡。 Modbus协议是一个master/slave架构的协议。有一个节点是 master节点，其他使用Modbus协议参与通信的节点是slave节点。 每一个slave设备都有一个唯一的地址。在串行和MB+网络中，只 有被指定为主节点的节点可以启动一个命令（在以太网上，任何--个 设备都能发送一个Modbus命令，但是通常也只有一个主节点设备启 动指令）。 一个ModBus命令包含了打算执行的设备的Modbus地址。所有设 备都会收到命令，但只有指定位置的设备会执行及回应指令（地址 0例外，指定地址0的指令是广播指令，所有收到指令的设备都会 执行，不过不回应指令）。所有的Modbus命令包含了检査码，以确 定到达的命令没有被破坏。基本的ModBus命令能指令?个RTU改变 它的寄存器的某个值，控制或者读取一个I/O端口，以及指挥设备冋 送一个或者多个其寄存器中的数据。 存许多modems和网关支持Modbus协议，因为Modbus协议很抑 单而且容易复制。它们当中一些为这个协议特别设计的。有使用有线、 无线通信甚至短消息和GPRS的不同实现。不过设计者需要克服一些 包括高延迟和时序的问题。 MODBUS通信过程如下图 MODBUS RTU报文格式 起始位 设备地 功能代 址 码 数椐 CRC校验 结束符 T1-T2-T3-T4 8Bit 8Bit n 个 8Bit 16Bit T1-T2-T3-T4 MODBUS ASCII报文格式 起始位 设备地 功能代码 数据 LRC校 结朿符 址 验 1个字符 2个字 2个字符 n个字符 2个字 2个字符 符 符 MODBUS TCP 报文 交互标识协议标识报文松度设备标识功能代码数据 2字节一般为02字节 2字节 1字节 一般为0高字节在也就是设 2字节一般为0 前 备地址 实际上MODBUS RTU与ASCII的内容是完全相同的,不同的的AS CII方式用“：”标识帧起始，用“CR LF”标识帧结束。校验采用L RC，把RTU帧屮一个字节的内容换成了 2个ASCII字符。比如在RTU 方式下设备地址01只有一个字节，在ASCII方式下转换成字符串“0 1” （16 进制的 30 31 ）。 MODBUS TCP中的设备标识，功能码等与MODBUS RTU相同，可以 认为是在MODBUS RTU报文的前边加了一个尖，去掉了 CRC校验这个 尾。 MODBUS协议定义了 4种基本数据类型：可读写位数据，只读位 数据，只读16位数据，可读写16位数据。这些数据分别被