朱志伟

（长沙民政职业技术学院电子信息工程学院，湖南长沙410004）

随着工业应用通信的广泛使用，全球著名的施耐德电气有限公司开发了Modbus协议。通过此协议，控制器之间、控制器经由网络和其它设备之间可以通信。它采用主从问答方式工作，是一种真正开放、标准、免收许可费的通信协议。Modbus协议广泛应用于自动控制领域，已经成为我国工业自动化网络协议规范的国家标准之一。Modbus协议分为RTU、ASCII和TCP模式，其中前两种所用的物理硬件接口都是UART（如 RS-232，RS-485）。本文基于 Modbus协议的RTU模式，通过RS-485串行通信总线，实现工业现场的数据采集。

1.Modbus RTU模式

Modbus协议的ASCII模式是对数据的ASCII字符进行传输，而RTU模式传输的是数据的每一个字节。比如RTU模式传输一个十六进制数0xA7，ASCII模式就需要传输字符“A”和字符“7”，对应的ASCII码为0x41和0x37两个字节。所以在相同通信速率下RTU模式比ASCII模式具有更大的数据流量。因此一般情况下，工业自动化控制领域较多地采用RTU模式进行通信。

图1 RTU模式帧序列示意图

无论是ASCII模式还是RTU模式，Modbus信息以帧的方式传输，每帧有确定的起始点和结束点，使接收设备在信息的起点开始读地址，并确定要寻址的设备，以及信息传输的结束时间。RTU模式帧序列如图1所示，典型的RTU消息帧包括至少3.5个字符的开始域，1字节的地址域，0～252个字节的数据域，2个字节的CRC校验，以及至少3.5个字符的结束域。使用RTU模式，消息发送至少要以3.5个字符时间的停顿间隔开始。传输的第一个域是从机地址；每个从机不断侦测网络总线，当第一个域（地址域）接收到，每个从机都进行解码以判断是否与本机地址匹配，地址匹配的从机将继续接收后续字节，不匹配的则重新开始等待一个新消息帧的开始。……