摘要：控制器之间也能通信，或者通过网络，跟别的设备说话，就像是大家用微信聊天一样，只不过这是机器之间的“聊天”，主从通讯的技术，一个发号施令，一个听着干活。

Modbus协议：工业互联的基石与未来

说起Modbus，那得从很久很久以前说起了，1979年嘛，那是Modicon公司的PLC，谁想到后来施耐德把它买了呢。

所有人没料到，这玩意成了工业控制的主流，想想也挺神奇的，就是这么个东西，影响了整个行业，最初谁会想到这些。

网络嘛，就是那些个智能终端，PLC啊，计算机啊，用线路连起来，用来采数据，监视过程，是不是很简单粗暴，但好用就行。

控制器之间也能通信，或者通过网络，跟别的设备说话，就像是大家用微信聊天一样，只不过这是机器之间的“聊天”，主从通讯的技术，一个发号施令，一个听着干活。

最早是串行的Modbus标准，1997年又搞了个基于TCP网络的，进步总是要有的嘛，不然就落后了。

Modbus-RTU，这个基于串口，还带着CRC校验，用得最广泛了，现在还能看到它的身影，证明这东西确实耐用，生命力够顽强。

Modbus-ASCII，也是基于串口，但是用ASCII格式，效率就低了，还用LRC校验，有点老古董的感觉，但也有它存在的价值，毕竟存在即合理嘛。

Modbus-TCP，这个就时髦多了，基于TCP/IP协议，占着502端口，里面的数据单元，跟串行链路长得差不多，方便大家理解和使用。

这协议还有版本呢，Modbus Plus，Modicon自己搞的，用令牌旋转，还要专门的协处理器，速度快一点，1Mbit/s，双绞线，感觉有点高大上，但是用的人不多，为啥呢，因为太贵了吧，或者说没必要这么复杂。

一般的Modicon控制器，就用RS232C实现串行Modbus，简单实用，成本也低，符合当时的实际情况，也符合大多数人的需求。

OSI七层模型，应用层，数据链路层，基于串口或者TCP协议，听起来有点深奥，其实就是告诉大家，这个协议在网络里是干啥的。

物理层就更厉害了，啥都能支持，RS232啊，RS485啊，光纤啊，网线啊，无线啊，只要你想得到，它都能支持，是不是很强大，适应性很强。

通讯方式嘛，Master/Slave模式，还是主从那一套，Master发请求，Slave响应或者改数据，就是这么简单，没啥复杂的。

一个主机可以带好多Slave，最多247个远程从属控制器，当然，实际上能带多少，还要看设备本身的能力，不能超过它的极限。

校验这事儿，不能马虎，串行协议，ASCII模式用LRC校验，RTU模式用16位CRC校验，保证数据的准确性，不然传错了就麻烦了。

TCP模式就省事了，TCP协议自己就保证了连接的可靠性，不用再额外校验，减轻负担，提高效率，这就是TCP的优势。

TCP和RTU协议，其实长得挺像的，把校验码去掉，加上报文头，就能在TCP/IP网络里跑了，是不是很简单，改动不大。

数据类型，离散量输入，1位，只读，就是个开关状态，只能看，不能改，线圈，1位，读写，开关状态，想看就看，想改就改。

输入寄存器，16位，只读，可以读取一些数据，但是不能修改，保持寄存器，16位，读写，既可以读取数据，也可以修改数据。

RS485接线，常见的是总线结构，一条总线，理论上可以传输1200米，挂254台设备，但是实际应用中，肯定会受到各种限制，达不到理论值。

总线结构，手拉手式，千万不能搞成星型连接，也不能有分叉，不然肯定出问题，得按照规矩来，不能乱搞。

线材也很重要，双芯屏蔽双绞线，线径不能低于0.5平方，要选好线，不能贪便宜，不然影响通讯质量，得不偿失。

485通讯，采用差模通讯原理，双绞线抗干扰性好，这也是为啥要用双绞线的原因，抗干扰能力强，保证数据传输的稳定性。

共地法，把所有485设备的GND地连起来，避免电势差，不然容易出问题，就像是把大家的电线都接地一样，防止触电。

终端电阻法，在末端设备的485+和485-之间，并联一个120欧姆的终端电阻，防止信号反射，提高通讯质量，就像是在路的尽头设置一个缓冲带。

距离太长，或者设备太多，就用中继器或者485HUB，延长距离，增加设备数量，就像是高速公路上的服务区，让大家休息一下，补充能量，继续前进。

云平台，可以采集数据，实时控制，数据可视化，开放API，功能很强大，可以做很多事情，一切尽在掌握的感觉。

支持各种工业仪器仪表，传感器，PLC等Modbus设备接入，只要是Modbus设备，都可以连到云平台上，统一管理。

可以远程访问，监控，控制，甚至还能语音控制，诊断，通讯和调试，是不是很方便，人在千里之外，也能控制设备。

平台是开放的，可以免费注册使用，不用担心收费问题，随便用，大家都在想，这到底是怎么一回事，这么好用，这么便宜。

支持PC，Android，iOS多平台终端，不管你用啥设备，都能访问云平台，随时随地掌握设备状态，与时俱进啊。

还能和微信关联，通过公众号远程查看设备状态，数据和报警，更方便了，就像是把设备装进了口袋里，随时都能拿出来看看。

Modbus，标准开放，免费使用，不用交钱，谁都能用，这才是最重要的，大家都喜欢免费的东西，门槛低，大家都愿意用。

支持各种接口，RS-232，RS-485啥的，还支持各种介质，双绞线，光纤，无线啥的，想用啥就用啥，没啥限制。

帧格式简单紧凑，容易上手，开发也方便，大家都喜欢简单易用的东西，太复杂了就没人愿意学了，就是这么实在。

消息检查机制，保证数据传输准确性，数据传错了可不行，得保证准确，不然就白忙活了，一切的数据安全才是最重要的。

PLC，DCS，智能仪表，变频器，到处都能看到Modbus的身影，工业设备都离不开它，就像是水和电一样，必不可少。

帮助不同厂商的设备组成工业网络，实现集中监控，让大家能够更好地管理设备，提高效率，降低成本，解放劳动力。

很多人看完这个故事，都会去想，Modbus的未来会怎么样，它还会继续辉煌下去吗，还是会被新的协议取代，但是不管怎么样，它都为工业自动化做出了巨大的贡献，值得我们铭记。

来源：电子小课堂一点号