Modbus 通訊協議是什么？（Modbus RTU和Modbus TCP的區別）

時間：2022-11-01 14:08:33

Modbus 通訊協議是什么？

Modbus是由Modicon（現為施耐德電氣公司的一個品牌）在1979年發明的，是全球第一個真正用于工業現場的總線協議。為更好地普及和推動Modbus在基于以太網上的分布式應用，目前施耐德公司已將Modbus協議的所有權移交給IDA（Interface for Distributed Automation，分布式自動化接口）組織，并成立了Modbus-IDA組織，為Modbus今后的發展奠定了基礎。

MODBUS是一種國際標準的通訊協議，用于不同廠商之間的設備交換數據（一般是工業用途）；

Modbus 協議是應用于電子控制器上的一種通用語言。通過此協議，控制器相互之間、控制器經由網絡（例如以太網）和其它設備之間可以通信。它已經成為一通用工業標準。有了它,不同廠商生產的控制設備可以連成工業網絡,進行集中監控。此協議定義了一個控制器能認識使用的消息結構，而不管它們是經過何種網絡進行通信的。

它描述了一控制器請求訪問其它設備的過程,如何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容的公共格式。Modbus是一種單主站的主/從通信模式。一條Modbus網絡上同時只能有一臺主站，從站可以有若干個。

Modbus具有以下幾個特點:

1.標準、開放，用戶可以免費、放心地使用Modbus協議，不需要交納許可證費，也不會侵犯知識產權。目前，支持Modbus的廠家超過400家，支持Modbus的產品超過600種。

2.Modbus可以支持多種電氣接口，如RS-232、RS-485等，還可以在各種介質上傳送，如雙絞線、光纖、無線等。

3.Modbus的幀格式簡單、緊湊，通俗易懂。用戶使用容易，廠商開發簡單。

一般情況下，兩臺設備通過MODBUS協議傳輸數據：最早是用RS232作為硬件接口，（也就是普通電腦上的串行通訊口（串口））；也有用RS422的，也有常用的RS485，這種接口傳輸距離遠，在一般工業現場用的比較多。

MODBUS協議著名的又分MODBUS RTU，MODBUS ASCII和后來發展的MODBUS TCP三種模式。

Modbus RTU和Modbus TCP的區別

Modbus RTU和Modbus TCP是Modbus通信中比較好用的兩個協議，兩者協議很相似。

在工業現場一般都是采用Modbus RTU協議，一般而言，大家說的基于串口通信的Modbus通信協議都是指Modbus RTU通信協議。與Modbus RTU協議相比較，Modbus TCP協議則是在RTU協議上加一個MBAP報文頭，并且由于TCP是基于可靠連接的服務，RTU協議中的CRC校驗碼就不再需要，所以在Modbus TCP協議中是沒有CRC校驗碼的，所以就常用一句比較通俗的話來說：Modbus TCP協議就是Modbus RTU協議在前面加上五個0以及一個6，然后去掉兩個CRC校驗碼字節就OK。雖然這句話說得不是特別準確，但是也基本上把RTU與TCP之間的區別說得比較清楚了。

Modbus的功能碼有：

功能碼	含義	功能碼	含義
0x01	讀線圈	0x04	讀輸入寄存器
0x05	寫單個線圈	0x03	讀保持寄存器
0x0F	寫多個線圈	0x06	寫單個保持寄存器
0x02	讀離散量輸入	0x10	寫多個保持寄存器

一、Modbus RTU

　　RTU協議中的指令由地址碼(一個字節），功能碼（一個字節），起始地址（兩個字節），數據（N個字節），校驗碼（兩個字節）五個部分組成。

數據由數據長度（兩個字節，表示的是寄存器個數，假定為M）和數據正文（M乘以2個字節）組成。

發：01 03 01 8E 00 04 25 DE //讀（0x03），從寄存器地址01 8E 開始讀，讀4個寄存器00 04

回：01 03 08 00 01 00 01 00 01 00 01 28 D7 // 08表示數據長度，00 01 00 01 00 01 00 01讀到的數據

發：00 10 00 20 00 01 02 00 00 AC A0 // 寫（0x10），從寄存器地址 00 20開始寫，寫一個寄存器 00 01，寫入值 00 00

回：00 10 00 20 00 01 01 D2

二、Modbus TCP

　　Modbus TCP協議是在RTU協議前面添加MBAP報文頭，由于TCP是基于可靠連接的服務，RTU協議中的CRC校驗碼就不再需要，所以在Modbus TCP協議中是沒有CRC校驗碼。

MBAP報文頭：

事務處理標識	協議標識	長度	單元標識符
2字節	2字節	2字節	1字節

事務處理標識	可以理解為報文的序列號，一般每次通信之后就要加1以區別不同的通信數據報文
協議標識符	00 00表示ModbusTCP協議
長度	表示接下來的數據長度，單位為字節
單元標識符	可以理解為設備地址

發：00 00 00 00 00 06 00 03 00 20 00 01
回：00 00 00 00 00 05 00 03 02 00 00

發：00 00 00 00 00 06 00 04 00 30 00 01
回：00 00 00 00 00 05 00 04 02 00 08

發：00 00 00 00 00 09 00 10 00 20 00 01 02 00 00

回：00 00 00 00 00 06 00 10 00 20 00 01

三、總結(注：16進制發送)

1、讀指令對比（0x04）

	MBAP報文頭	地址碼	功能碼	寄存器地址	寄存器數量	CRC校驗
Modbus RTU	無	01	04	00 00	00 16	71 C4
Modbus TCP	00 00 00 00 00 06 01		04	00 00	00 16	無

2、寫指令對比(0x10)

	MBAP報文頭	地址碼	功能碼	寄存器地址	寄存器數量	數據長度	正文	CRC校驗
Modbus RTU	無	00	10	00 20	00 01	02	00 00	AC A0
Modbus TCP	00 00 00 00 00 09 00		10	00 20	00 01	02	00 00	無