• RS-485总线和Modbus通信协议的关系


    一、RS-485总线

    RS-485总线技术只是规定了接口的电气标准,并没有规定RS-485接口的电缆,插件以及通信协议,只是OSI规范中物理层的一个标准,RS-485总线采用差分平衡传输方式。由于RS-485总线并没有规定通信协议,有很多厂家自己推出基于RS-485总线的通信协议。RS-485总线支持点对多点通信模式,而其没有数据冲突检测解决机制,所以数据冲突的问题都是依靠主机来解决,通过主机对整个系统进行全方位的控制,避免数据冲突的产生,一般而言,由于必须通过主机进行控制以避免数据冲突,所以由于RS485总线组网,在通信协议中是使用一主多从的通信方式。
    1、RS-485通信距离:
    RS-485最大的通信距离约为1219m,最大传输速率为10Mbps,传输速率与传输距离成反比,在100KbpS的传输速率下,才可以达到最大的通信距离,如果需传输更长的距离,需要加485中继器。
    2、RS-485支持结点:
    RS-485通讯中一个串口可以控制多少个设备的问题是与该485网络中的电气特性和协议特性所决定的。 所谓电气特性就是指的是要保证485网络中的特征阻抗在允许的范围内,应该是120欧姆左右,连接的设备越多,特征阻抗越小,所以一般在485网络中一般都要加120欧姆的终端电阻。

    二、Modbus通信协议

    Modbus通信协议是由modicon公司推出的,定义了一种数据传输的规范。协议采用的是主从通信模式(Master/Slave通信模式)。协议的应用主要有三种:Modbus RTU,Modbus ASCII 和Modbus TCP三种,其中Modbus RTU与Modbus ASCII均为支持RS-485总线的通信协议,Modbus TCP是支持以太网的通信协议,在工业现场一般都是采用Modbus RTU协议,一般而言,大家说的基于串口通信的Modbus通信协议都是指Modbus RTU通信协议。
    1、Modbus RTU通信协议格式:
    RTU协议中的指令由地址码(一个字节),功能码(一个字节),起始地址(两个字节),数据(N个字节),校验码(两个字节)五个部分组成,其中数据又由数据长度(两个字节,表示的是寄存器个数,假定内容为M)和数据正文(M乘以2个字节)组成,而RTU协议是采用3.5个字节的空闲时间作为指令的起始和结束。

    由于协议中地址码是一个字节,则理论上modbus最大可支持的结点为1~255个,但协议官网文档中说明最大只支持247个结点。

    三、RS-485与Modbus的关系

    RS-485总线只是规定了接口的电气标准,并没有规定应用层的通信协议,所以很多公司都是自定义基于RS-485总线的应用层通讯协议。而modbus通信协议则是基于RS-485总线上的标准应用层的协议。

    四、参考文档

    http://blog.csdn.net/derryzhang/article/details/5004761
    http://www.modbustools.com/modbus.html
    http://www.cnblogs.com/dengxiaojun/p/4399232.html
    https://github.com/aguegu/stm32-modbus //在github上边有基于STM32的源代码,还没有时间去研究。

    by 羊羊得亿
    2017-11-04 ShenZhen

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