浅谈Modbus通信协议

一、简介说明

Modbus通信协议是一种工业现场总线协议标准，常用的Modbus协议有以下三种类型：Modbus TCP、Modbus RTU、Modbus ASCll。

  

Modbus通信协议解决了通过串行线路在电子设备之间发送信息的问题。该协议在遵循该协议的体系结构中实现主/从模型。Modbus主站（Master）负责从其他设备（Slave）请求信息。标准Modbus网络中只有一个Modbus主站。

二、主站（Master）与从站（Slave）的区别

主站（Master）是发起Modbus通信的设备，它控制通信的进行，向从站发送请求，并处理从站返回的响应数据。主站可以同时连接多个从站，但每个从站都必须具有唯一的地址。

从站（Slave）是接收并响应主站请求的设备。从站只有在主站向其发送请求时才会响应，它不能主动发起通信。从站的地址用于唯一标识其在通信网络中的位置。

三、简单代码示例

Modbus RTU 请求示例（Python）

import serial
import time
from crcmod import predefined# 定义Modbus功能码
READ_COIL_STATUS = 0x01
READ_HOLDING_REGISTERS = 0x03# 串行端口设置
ser = serial.Serial('/dev/ttyUSB0', 9600, timeout=1)def build_modbus_request(unit_id, function_code, start_address, quantity):# 构建Modbus RTU请求帧request = bytearray([unit_id, function_code])# 添加起始地址和数量，地址和数量是16位的request.extend(start_address.to_bytes(2, 'big'))request.extend(quantity.to_bytes(2, 'big'))# 计算CRC校验码crc = predefine.dvb_s2_crc.compute(bytes(request))request.extend(crc.to_bytes(2, 'big'))return requestdef send_request(request):# 发送请求到串行端口ser.write(request)time.sleep(0.05)  # 等待响应的延时def receive_response():# 接收响应，这里简化处理，实际需要考虑超时和错误处理response = ser.read(ser.in_waiting)return response# 使用示例
unit_id = 0x01  # 从机地址
function_code = READ_HOLDING_REGISTERS  # 功能码：读取保持寄存器
start_address = 0x00  # 起始地址
quantity = 0x01  # 读取数量request = build_modbus_request(unit_id, function_code, start_address, quantity)
send_request(request)
response = receive_response()print("Response:", response)

说明

1. 串行端口设置：使用Python的serial库设置串行端口参数。

2. 构建请求：build_modbus_request函数根据Modbus RTU协议构建请求帧，包括从机地址、功能码、起始地址、数量以及CRC校验码。

3. 发送请求：send_request函数通过串行端口发送构建好的请求帧。

4. 接收响应：receive_response函数从串行端口接收响应数据。

5. 使用示例：示例中演示了如何构建读取保持寄存器的请求并发送。