一、介绍

Modbus 由 MODICON 公司于 1979 年开发，是一种工业现场总线协议标准。 后被施耐德收购， 1996 年施耐德公司推出基于以太网 TCP/IP 的 Modbus 协议： ModbusTCP 。一经面世因其简单开放的通信方式逐渐成为工业系统中流行的标准，是全球第一个真正用于工业现场的总线协议， 广泛应用于工业控制和自动化领域 。

二、特点

① 协议标准开放、公开发布且无版税要求，可以免费使用，不需要缴纳许可证费；

② Modbus 使用 RS232 ， RS485 ，网口等接口，采用主从站（ master/slave ）方式通信。也就是请求 / 应答的意思，主站发出请求，从站响应回答，并且从站不会主动发送通信主站，从站之间也不会有通讯，从站的地址范围为 0 - 247 ，其中 0 为广播地址，从站的实际地址范围为 1 - 247 。这样成本低，而且布线也简单方便， 易于部署和维护 ，满足基本工业设备需求。

③ Modbus 是应用层协议，位于 OSI 模型第七层。其协议格式简单、通俗易懂，便于开发和集成，方便形成工业控制网络。

三、 种类

Modbus 协议包括 ASCII 、 RTU 、 TCP 三种报文类型。 有何区别呢？

简单来说， Modbus 协议使用串口传输时可以选择 RTU 或 ASCII 模式， ASCII 模式采用 LRC 校验， RTU 模式采用 16 位 CRC 校验。通过以太网传输时使用 TCP ，这种模式不使用校验，因为 TCP 协议是一个面向连接的可靠协议。 对于所有的这三种通信协议在数据模型和功能调用上都是相同的，只有封装方式是不同的。

另外， 在实际的应用过程中，为了解决某一个特殊问题， 工业厂商 喜欢修改 MODBUS 规约来满足 实际需求 。 但这并不影响网关使用，钡铼技术网关可以根据厂商自己的 modbus 协议来定制产品，在相关网关产品说明书内都有注明协议使用方法 。

四、 MODBUS 协议格式

   数据包 主要 是由四个 模块 组成， 从机地址，功能码，数据，校验。

从机 地址：（占用 1 字节） M odbus 总线上有 很 多 的 从 机 ， 用不同地址来标识，如若是主机发出，则可以发送到相应的采集，如果是从机应答，主机也可以清楚识别判断信息来自哪个从机。

  功能码：（占用 1 字节）功能码类型大致就是读和写功能，根据需要，填写不同功能码即可 。常见的八种功能码：

数据：（根据功能码占用多个 字节） 功能码不同， 数据便不同 。

校验：（占用 2 个字节） 为了保持数据的稳定性， M odbus 协议使用 可靠的 CRC 校验。

在这需要注意，数据包正确无误地发送到相应的从机时，从机执行相应操作，并发送反馈数据给主机，如果发送从机地址或功能码是错误的，从机不会有任何响应，其他错误即会发送相应错误码。

弄清楚了 MODBUS 协议规范，数据上传也就简单多了，并且钡铼技术的 Modbus 采集网关 都有寄存器 地址数据处理功能 ， 从 modbus 寄存器中提取所需数据，转换成 MQTT 数据上云。    

至此， 要使用 Modbus 实现远程 数据采集 和 控制 ，可以按照以下步骤进行：

A . 确定 通信协议 ： 感知设备使用的是 Modbus RTU 还是 TCP 协议，也就是使用串口还是网口。

B. 确定数据 采集和控制类型：一般的采集类型有工厂信息管理数据、生产设备数据等等，以及是该类型是 16bit 、 32bit 还是按位读写方式，然后选用相应的寄存器地址。

C . 配置 Modbus 主站：将 采集网关（  Modbus 主站 ） 连接到 感知 设备 ，配置 网关 的通信协议和参数。

D . 配置 感知 设备：配置 感知 设备的 Modbus 通信协议和通信参数

E . 读取和写入数据：通过 网关（ 主站 ） 向 感知 设备发送读取和写入数据的命令，根据需要进行数据 查看状态 或控制操作。

这里补充几点，首先采集数据上云，则是网关作为 Modbus 主站，将 Modbus 从站数据采集上来之后转换成 MQTT 协议对接华为云、亚马逊云、阿里云、 ThingsBoard 、 Sparkplug B 、钡铼云平台。其次，网关绝大多数 支持数据TSL/SSL 、 X .509 证书、密钥加密、 OpenVPN 、 APN 专用网络、离线缓存等安全功能 ，大大提高 Modbus 设备到云端 通信的安全 性 ，防止数据泄露或通信故障等问题。

最后，网关多种多样， 在实际应用中，要根据具体的数据采集和控制需求，选择合适的 Modbus 网关 设备，以实现远程数据采集和控制。