Modbus是一種串行通信協(xié)議，是Modicon公司（現(xiàn)在的施耐德電氣 Schneider Electric）于1979年為使用可編程邏輯控制器（PLC）通信而發(fā)表。Modbus已經(jīng)成為工業(yè)領域通信協(xié)議的業(yè)界標準（De facto），并且現(xiàn)在是工業(yè)電子設備之間常用的連接方式。

Modbus 協(xié)議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協(xié)議，控制器相互之間、控制器經(jīng)由網(wǎng)絡（例如以太網(wǎng)）和其它設備之間可以通信。Modbus協(xié)議定義了一個控制器能認識使用的消息結(jié)構(gòu),而不管它們是經(jīng)過何種網(wǎng)絡進行通信的。它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程，如果回應來自其它設備的請求，以及怎樣偵測錯誤并記錄。它制定了消息域格局和內(nèi)容的公共格式。

Modbus 是一個請求/應答協(xié)議。也叫做Slave和Master與Server和Client。

協(xié)議分類

ModBus協(xié)議是應用層報文傳輸協(xié)議（OSI模型第7層），它定義了一個與通信層無關的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU），即PDU=功能碼+數(shù)據(jù)域。 

ModBus協(xié)議能夠應用在不同類型的總線或網(wǎng)絡。對應不同的總線或網(wǎng)絡，Modbus協(xié)議引入一些附加域映射成應用數(shù)據(jù)單元（ADU），即ADU=附加域+PDU。

Modbus有下列三種通信方式： 

 1.以太網(wǎng)，對應的通信模式是MODBUS TCP。 

 2.異步串行傳輸（各種介質(zhì)如有線RS-232-/422/485/；光纖、無線等），對應的通信模式是MODBUS RTU或MODBUS ASCII。     

 3.高速令牌傳遞網(wǎng)絡，對應的通信模式是Modbus PLUS。

Modbus協(xié)議是一個master/slave架構(gòu)的協(xié)議。有一個節(jié)點是master節(jié)點，其他使用Modbus協(xié)議參與通信的節(jié)點是slave節(jié)點。每一個slave設備都有一個唯一的地址。在串行和MB+網(wǎng)絡中，只有被指定為主節(jié)點的節(jié)點可以啟動一個命令（在以太網(wǎng)上，任何一個設備都能發(fā)送一個Modbus命令，但是通常也只有一個主節(jié)點設備啟動指令）。

一個ModBus命令包含了打算執(zhí)行的設備的Modbus地址。所有設備都會收到命令，但只有指定位置的設備會執(zhí)行及回應指令（地址0例外，指定地址0的指令是廣播指令，所有收到指令的設備都會運行，不過不回應指令）。所有的Modbus命令包含了檢查碼，以確定到達的命令沒有被破壞?；镜?/span>ModBus命令能指令一個RTU改變它的寄存器的某個值，控制或者讀取一個I/O端口，以及指揮設備回送一個或者多個其寄存器中的數(shù)據(jù)。

有許多modems和網(wǎng)關支持Modbus協(xié)議，因為Modbus協(xié)議很簡單而且容易復制。它們當中一些為這個協(xié)議特別設計的。有使用有線、無線通信甚至短消息和GPRS的不同實現(xiàn)。不過設計者需要克服一些包括高延遲和時序的問題。

在串行通信中，用“波特率”來描述數(shù)據(jù)的傳輸速率。國際上規(guī)定了一個標準波特率系列：110、300、600、1200、1800、2400、4800、9600、14.4Kbps、19.2Kbps、28.8Kbps、33.6Kbps、56Kbps。例如：9600bps，指每秒傳送9600位，包含字符的數(shù)位和其它必須的數(shù)位，如起始位、停止位和奇偶校驗位等。

在自動化領域我們常用RTU模式，RTU 模式中每個字節(jié)的格式：

編碼系統(tǒng)：8 位二進制，十六進制 0-9，A-F

數(shù)據(jù)位： 1 起始位

8 位數(shù)據(jù)，低位先送

奇/偶校驗時 1 位;無奇偶校驗時 0 位

帶校驗時 1 位停止位;無校驗時 2 位停止位

錯誤校驗區(qū)：循環(huán)冗余校驗(CRC)

從站地址設置：信息地址包括 2 個字符(ASCII)或 8 位(RTU)，有效的從機設備地址范圍 0-247(十進制)。

功能碼設置：信息幀功能代碼包括字符(ASCII)或 8 位(RTU)。有效碼范圍 1-225(十進制);

數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容：數(shù)據(jù)區(qū)有 2 個 16 進制的數(shù)據(jù)位，數(shù)據(jù)范圍為 00-FF(16 進制)，根據(jù)網(wǎng)絡串行傳輸?shù)姆绞?，?shù)據(jù)區(qū)可由一對 ASCII 字符組成或由一個 RTU 字符組成。

RTU 方式讀取整數(shù)據(jù)的例子：

解析一下：主機發(fā)送指令，訪問從站地址為1，使用功能碼03(讀保持寄存器)，起始地址高8位、低8位：表示想讀取的模擬量的起始地址(起始地址為0)。比如例子中的起始地址為38，十進制為：56。寄存器數(shù)量高8位、低8位：表示從起始地址開始讀多少個模擬量。例子中為1個模擬量。注意，在返回的信息中一個模擬量需要返回兩個字節(jié)。錯誤校驗為CRC校驗。

從站應答：設備地址和命令號和上面的相同。返回的字節(jié)數(shù)：表示數(shù)據(jù)的字節(jié)個數(shù)，也就是數(shù)據(jù)1，2...n中的n的值。例子中返回了1個模擬量的數(shù)據(jù)，因為一個模擬量需要2個字節(jié)所以共2個字節(jié)。數(shù)據(jù)高低字節(jié)：41和24代表返回的1個模擬量的值，即十進制的16676。錯誤校驗為CRC校驗。