来源：https://blog.redisant.cn/docs/modbus-tutorial/

　　Modbus的工作原理 #

Modbus遵循主从架构（Master-Slave Architecture），在通信网络中，通常有一个主设备（Master）和一个或多个从设备（Slave）。主设备负责发出请求，从设备接收并响应请求。

　　通信帧结构 #

Modbus通信的基本单位是“帧”，一帧包括以下几个部分：

• 地址域：用于标识目标设备的地址。
• 功能码（Function Code）：定义要执行的操作，如读取寄存器、写入数据等。
• 数据域：根据功能码携带相应的数据（如寄存器地址、寄存器值等）。
• 校验码：用于确保数据传输的完整性（在Modbus RTU和ASCII中使用）
  

  Modbus的应用场景 #

  Modbus协议广泛应用于工业控制系统中，尤其是在以下场景中：

  • 设备间数据采集和监控（如PLC与传感器、HMI的连接）。
  • 过程自动化中的数据传输。
  • 远程监控和控制系统（如SCADA系统）。

  Modbus的开放性和简单性，使其成为工业物联网（IIoT）中广泛使用的协议之一。

　　主要特点 #

• 主从架构：Modbus 采用主从（Master/Slave）架构。一个主设备可以与多个从设备通信，从设备之间不直接通信。主设备发出命令，从设备响应。
• 简单易用：Modbus 协议相对简单，易于实现和理解，适用于资源有限的嵌入式系统。
• 多种传输方式：
  • Modbus RTU：基于串行通信的 Modbus 变体，通常使用 RS-232 或 RS-485 作为物理层。数据以二进制形式传输，具有较高的效率和较低的通信开销。
  • Modbus ASCII：另一种基于串行通信的变体，数据以 ASCII 字符形式传输，便于调试，但效率较低。
  • Modbus TCP/IP：基于以太网的 Modbus 变体，通过 TCP/IP 协议进行传输，适用于现代网络环境。
• 数据模型：Modbus 定义了一种简单的数据模型，包含四种数据类型：
  • 离散输入：单个位，只读。
  • 线圈：单个位，读/写。
  • 输入寄存器：16 位寄存器，只读。
  • 保持寄存器：16 位寄存器，读/写。

　　应用领域 #

• 工业自动化：如 PLC、SCADA 系统、传感器和执行器之间的通信。
• 能源管理：如电表和能源管理系统的通信。
• 楼宇自动化：如暖通空调 (HVAC) 系统、照明和安防系统的控制。