什么是Modbus？Modbus能做什么？

我們先不要直接講Modbus協(xié)議，先聊聊家常，然后趁Modbus不注意，再去學(xué)它，就容易記住了。

Modbus協(xié)議，是1979年，Modicon公司發(fā)明的。而Modicon，也可以說就是現(xiàn)在的施耐德了。

別的設(shè)備支持不支持Modbus不知道，施耐德PLC肯定可以支持Modbus協(xié)議。

那時候網(wǎng)絡(luò)，計算機都還不發(fā)達(dá)，設(shè)備之間的通信，主要還是基于串口。

那Modbus協(xié)議發(fā)明主要是用來干嘛的呢。

那我們就先看Modicon是干嘛的。

Modicon公司是搞PLC的。那PLC又是什么呢。

接地氣地講，PLC是一種控制器，內(nèi)部可編程。反正就是工業(yè)領(lǐng)域生產(chǎn)非常重要的東西。

像PLC，傳感器等，就會有各種各樣的數(shù)據(jù)，比如，門的開和關(guān)，燈的亮和滅，溫度，濕度，流量，產(chǎn)量計數(shù)，壓力，速度，位移等，各種各樣的數(shù)據(jù)。

往現(xiàn)在來說，你手機上有個APP，APP上有個按鈕，你一操作，你家的燈就開了。

在當(dāng)時來看，一臺控制器怎么知道另一臺控制器的數(shù)據(jù)呢。

總不能這么唐突的去要數(shù)據(jù)吧。

好，如果只是燈的開關(guān)，可以用一根電線將兩個控制器接起來，十個開關(guān)就接十根線。

只要這根線有電，說明燈是亮的，線沒有電，燈就是滅的。

但溫度呢，總不能讓一個控制器靠近另一個控制器，你摸一下我燙不燙，冷不冷，渴不渴？

還有壓力值呢，總不能讓一個控制器去踩壓著另一個控制器的背，官人，你看這腳力合適不合適？

這不是有串口么，能不能把這些數(shù)據(jù)，都通過這個串口來傳輸呢。

發(fā)明一種協(xié)議，然后可以在串口上進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，

真的是好辦法呀，這樣一來，對于主控制器來說，省事多了，就這么辦吧。

發(fā)明協(xié)議要有儀式感，我們總得給它起個名字吧。我們先開個會討論一下吧。

“要不我們就直接叫它Modicon Modbus吧”

“系不系傻，Modbus這個名字就是我們發(fā)明的，怎么能叫Modicon Modbus呢，再重新討論”

“首先這個是一種總線協(xié)議，肯定得以bus結(jié)尾吧?！?/p>

“嗯，沒錯，那就以bus結(jié)尾吧”

“叫Modicon-bus如何？”

“不行，得有我們老外的風(fēng)格，這名字一看就很中式?！?/p>

“取名字的前半部分？叫Modibus協(xié)議？”

“莫弟拔絲？讀著有點繞口吧?！?/p>

“Modbus呢，莫得拔絲，好寫又好記?！?/p>

“同意”

“同意”

“Good”

“大拇指，大拇指，大拇指”。

于是，偉大的Modbus協(xié)議的名字誕生了。

那這個協(xié)議要怎么用呢。

現(xiàn)在擺在面前有兩個設(shè)備，一個是主設(shè)備，一個是從控制器，主設(shè)備和從控制器通過串口接在一起了，所有的數(shù)據(jù)都在從控制器上了。

是從控制器主動把數(shù)據(jù)發(fā)給主設(shè)備呢，還是主設(shè)備來要數(shù)據(jù)呢。

如果是從控制器主動發(fā)數(shù)據(jù)，但是好像不知道主設(shè)備到底要啥數(shù)據(jù)呢。

要不就設(shè)計為，由主設(shè)備主動發(fā)起請求來要數(shù)據(jù)。從控制器收到命令之后，再把相應(yīng)的數(shù)據(jù)返回。

所以， Modbus協(xié)議，就設(shè)計為一種基于主站主動請求的協(xié)議了 。

這樣所有的數(shù)據(jù)需求，全部為主設(shè)備進(jìn)行管理和規(guī)劃，什么時候讀什么數(shù)據(jù)。

就這樣，有了Modbus協(xié)議之后，就解決了各控制器之間的數(shù)據(jù)交互問題。包括之后的HMI，電腦等設(shè)備，也都可以通過Modbus協(xié)議與PLC， 控制器進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取交互。

剛發(fā)明Modbus的時候，那時候主要還是使用串口通信。網(wǎng)絡(luò)還沒有完善的年代，想找一個支持以太網(wǎng)的PLC幾乎不現(xiàn)實。

當(dāng)然，后面隨著TCP/IP的發(fā)展，工業(yè)的進(jìn)步，出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)通信。Modbus也可以在以太網(wǎng)上通信了，在以太網(wǎng)上的通信，我們一般叫它Modbus TCP。

既然有TCP，就會有人問，那我能不能走UDP呢。

于是，Modbus UDP也就有了。

其實Modbus TCP和Modbus UDP的報文格式是一樣的。只不過一個走的是TCP，一個走的是UDP。

那串口的Modbus 叫什么名字呢。

一般來說，串口的Modbus 協(xié)議叫Modbus RTU協(xié)議。

RTU，也就是 Remote Terminal Unit。遠(yuǎn)程終端單元。

要知道，在上個世紀(jì)80年代，對于遠(yuǎn)程的概念，可不是像我們這樣天南地北的距離。

兩個設(shè)備，超過一米，都能叫遠(yuǎn)程了。

大概的意思就是，我人在門口，我能通過HMI或者主控制器，對房間里的溫度，燈等進(jìn)行監(jiān)測和控制，就屬于遠(yuǎn)程操作了。

畢竟每一個事物的存在，都是有它的背景和依據(jù)的。

那為什么串口的協(xié)議，還會有Modbus ASCII協(xié)議呢。

這個我有點編不下去了，容我想一想。

一般來說，數(shù)據(jù)是由位組成的，然后由八個位組成一個字節(jié)，兩個字節(jié)組成一個字。

而數(shù)據(jù)傳輸和存儲呢，最小單元為字節(jié)。

然后串口通信，它也很特殊，如果你要發(fā)一個字節(jié)，還要加什么起始位，校驗位，停止位等湊夠一定條件，才能滿將一個字節(jié)發(fā)送出去。少一個位都不行。

那ASCII發(fā)明的的其中一個理由是，當(dāng)通信鏈路或者設(shè)備無法滿足RTU模式時，則使用ASCII模式。

我猜測呀，可能當(dāng)時某些特定用途的單片機或CPU，在設(shè)計串口功能的時候，基于種種原因，要拋開起始位，校驗位，停止位之后，完了，少處理了一個位，留給數(shù)據(jù)位只有7個位了。

怎么辦呢，要把7個位改成8個位，芯片都推倒重新來，代價太大了。

難道這個芯片就不能用了么。有什么通信或數(shù)據(jù)只要7個位就夠了的？

還真巧，還真有的，那就是ASCII數(shù)據(jù)。

ASCII，也就是我們常說的字符數(shù)據(jù)。字符嘛，大小寫字母，加上一些常用字符，數(shù)量加起來少于127的。也就是用7個位就可以了。

那是不是可以發(fā)明一種ASCII通信協(xié)議，每一個數(shù)組只占7位。然后Modbus ASCII協(xié)議就出來了。

我們看一下Modbus協(xié)議大概有多少。