[Modbus] Modbus协议开发-工作流程（二）

模型介绍

Modbos是OSI模型第七层（应用层）报文传输协议，主要是在不同类型的总线或网络设备间提供主站设备/从站设备（客服机/服务器）通信。
协议栈模型如下：

协议版本

Modbus通信协议一般用于串行链路、TCP/IP以太网以及其他支持互联玩协议的网络版本。

通信介质

大多数的Modbus设备通信时通过串口（RS232/RS485）或TCP/IP物理层进行连接（在上一节中有提到，含图），即RTU模式与ASCII模式。

两种串行网络结构图

通信场景

通常情况下，Modbus协议是一个主/从（Master/Slave）或客户端/服务器（Client/Server）架构协议。一般网络中有一个节点是Master节点，其他使用该协议参与网络通信的节点一般为Slave节点，每个Slave设备都有唯一的地址标识。
每一个Modbus报文均包含准备执行质量的设备的Modbus地址，线路上的所有设备都会收到指令（因为有PearToPear与广播的方式）。指定地址的设备会执行并回应主设备的指令，地址为0的除外，因为地址0表示的是广播指令（收到指令的设备都会执行指令，但无需回复指令）。

支持的设备

PLC、HMI、控制面板、驱动程序、动作控制、输入/输出设备等。

通信过程

正常通信过程

• 主机设备（客户端）创建Modbus应用数据单元形成报文；
• 将功能码（1byte，范围为十进制的：1-255（128-255保留异常使用））标识从机设备（服务端）执行那种指令；
• 主机设备（客户端）→从机设备（服务端）发送报文；
• 从机设备（服务端）接收报文并执行指令，依据功能码做相应动作；
• 返回相应报文至主机设备（客户端）。
  整个过程与回答是非题的一应一答比较相似。
  

异常通信过程

如果出现差错，在走完正常流程的过程后，从机设备（服务端）返回的响应报文中的功能码域将包含一个异常码，主机设备（客户端）依据异常码确定下一个执行的操作。

专业术语

• Master：主(站)设备
• Slave：从(站)设备
• Client：客户端
• Server：服务端
• PLC(Programmable Logic Controller)：可编程逻辑控制器
• ADU(Application Data Unit)：应用数据单元
• PDU(Protocol Data Unit)：协议数据单元
• MSB(Most Significant Bit)：最高有效位
• LSB(Least Significant Bit)：最低有效位
• MBAP(Modbus Application Protocol)：Modbus应用协议