modbus通讯协议详解专栏（MODBUS协议简介）

modbus通讯协议详解专栏（MODBUS协议简介）表示层67应用层Modbus应用协议

1971年，Modicon公司首次推出了Modbus协议，ModbusRTU和Modbus ASCII诞生于此。后来施耐德电气（SchneiderElectric）收购了Modicon公司，并在1997年推出了ModbusTCP协议。2004年，中国国家标准委员会正式把Modbus作为了国家标准，开启了Modbus为中国工业通信做贡献的时代。

通过此协议，设备之间可以通过网关来进行通信。Modbus协议具有标准、开放，可以支持多种电气接口，数据帧格式简单紧凑，数据传输量大、实时性好等特点，在工业控制系统中得到了广泛的应用，已经成为通用工业标准。深入分析Modbus协议实现原理和其安全性对提高工控系统安全性有着重要的现实意义。ModbusRTU和ModbusASCII主要用于串行通信领域，而ModbusTCP则常用于以太网通信。现在，Modbus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。

层	ISO/OSI模型
7	应用层	Modbus应用协议
6	表示层	空
5	会话层	空
4	传输层	空
3	网络层	空
2	数据链路层	Modbus串行链路协议
1	物理层	EIA/TIA-485（或EIA/TIA-232）

03 协议原理

Modbus使用一种简单的MasterandSlave主从协议（客户机/服务器协议）进行通信。客户机作为主站，向服务器发送请求；服务器（从站）接到请求后，对请求进行分析并作出应答。其中使用的通信帧被称为应用数据单元（Application Data Unit，ADU），它包括通信地址段、功能代码段、数据段和校验段，如下图：

一般使用上，监控系统(HMI)可以为Master，PLC、电表、仪表等都为Slave，HMI系统一直PollingSlave的各种relayandregister最新数值，然后做显示及各种逻辑计算及控制调整等处理。

其中，功能代码段和数据段组合称为协议数据单元（Protocol Data Unit or Protocol Description Unit)，PDU）。功能代码段占用一个字节，取值范围为1~255，其中128~255为保留值，用于异常消息应答报文。1~127为功能代码编号，其中65~72和100~110为用户自定义编码。

Modbus 协议是一种应用层报文传输协议，包括ASCII、ＲTU、TCP三种报文类型，协议本身并没有定义物理层，只是定义了控制器能够认识和使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。

Modbus 协议使用串口传输时可以选择ＲTU或ASCII模式，并规定了消息、数据结构、命令和应答方式并需要对数据进行校验。ASCII 模式采用LＲC校验，ＲTU模式采用16 位CＲC校验。通过以太网传输时使用TCP，这种模式不使用校验，因为TCP协议是一个面向连接的可靠协议。