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modbus_RTU协议详解

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MODBUS_RTU 通讯规约

MODBUS_RTU 通讯规约(本协议采用主从问答方式)

PDM 系列仪表/变送器： PDM 系列仪表/变送器采用全新的设计， 革命性地改变了传统

电表的概念；具有多功能、高精度、数字式、可编程、结构紧凑、多画面显示的特点，它可

以满足电力工业未来对电表的需求。

MODBUS 通讯协议： ModBus 通讯规约允许 PDM 系列仪表/变送器与施耐德、西门子、

AB、GE 等多个国际著名品牌的可编程顺序控制器(PLC)、 RTU、SCADA 系统、 DCS 或者与第三 方具有 ModBus 兼容的监控系统之间进行信息交换和数据传送。

PDM 系列仪表/变送器只要简单地增加一套基于计算机(或者工控机) 的监控软件 (如：

组态王、 Intouch、FIX、synall 等)就可以构成一套电力监控系统。

广泛的系统集成： PDM 系列仪表/变送器提供了标准的 RS-485/422 通讯接口及

ModBus 通讯协议， 这个通讯协议已广泛被国内外电力行业及工控行业作为系统集成的标准。

通讯数据的类型及格式：信息传输为异步方式，并以字节为单位。在主站和从站之间传

递的通讯信息是 11 位的字格式：

字格式(串行数据) 11 位二进制

起始位 1 位

数据位 8 位

奇偶校验位 1 位:有奇偶校验位/无：无奇偶校验位

住手位 1 位:有奇偶校验位/2 位：无奇偶校验位

● 通讯数据(信息帧)格式

数据格式： 地址码 功能码 数据区 错误校检

数据长度： 1 字节 1 字节 N 字节 16 位 CRC 码(冗余循环

码)

★ 注： 1、1 个字节由 8 位二进制数组成(既8 bit)。

2、ModBus 是 Modicon 公司的注册商标。

3、“从机”在本文件中既为 PDM。

一、通讯信息传输过程：

当通讯命令由发送设备(主机)发送至接收设备(从机)时，符合相应地址码的从机

接收通讯命令， 并根据功能码及相关要求读取信息， 如果 CRC 校验无误， 则执行相应的任务，

然后把执行结果(数据)返送给主机。返回的信息中包括地址码、功能码、执行后的数据以 及 CRC 校验码。如果 CRC 校验出错就不返回任何信息。

1.1 地址码：

地址码是每次通讯信息帧的第一字节(8 位) ，从 0 到 255。这个字节表明由用户设置地

址的从机将接收由主机发送来的信息。 每一个从机都必须有惟一的地址码， 并且惟独符合地址 码的从机才干响应回送信息。 当从机回送信息时， 回送数据均以各自的地址码开始。 主机发 送的地址码表明将发送到的从机地址， 而从机返回的地址码表明回送的从机地址。相应的地 址码表明该信息来自于何处。

1.2 功能码：

是每次通讯信息帧传送的第二个字节。ModBus 通讯规约可定义的功能码为1 到 127。PDM

系列仪表/变送器仅用到其中的一部份功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机应

执行什么动作。 作为从机响应， 从机返回的功能码与从主机发送来的功能码一样， 并表明从

机已响应主机并且已进行相关的操作。

表 8.1 MODBUS 部份功能码

功能码 定 义 操 作(二进制)

02 读开关量输入 读取一路或者多路开关量状态输入数据

01 读开关量输出 读取一路或者多路开关量输出状态数据

03 读寄存器数据 读取一个或者多个寄存器的数据

05 写开关量输出 控制一路继电器“合/分”输出

06 写单路寄存器 把一组二进制数据写入单个寄存器

10 写多路寄存器 把多组二进制数据写入多个寄存器

1.3 数据区：

数据区包括需要由从机返送何种信息或者执行什么动作。这些信息可以是数据(如：开关 量输入/输出、摹拟量输入/输出、寄存器等等)、参考地址等。例如，主机通过功能码03 告诉从机返回寄存器的值 (包含要读取寄存器的起始地址及读取寄存器的长度) ，则返回的 数据包括寄存器的数据长度及数据内容。 对于不同的从机， 地址和数据信息都不相同 (应给 出通讯信息表)。

PDM 系列仪表/变送器采用Modbus 通讯规约，主机(PLC、RTU、PC 机、 DCS 等)利用通

讯命令(功能码03)，可以任意读取其数据寄存器(其数据信息表详见附录)。PDM 系列仪

表/变送器的数据寄存器存储的电量多达几百个(如：电流、电压、功率、 0~31 次谐波分量

等)，并且都是 16 位(2 字节)的二进制数据，并且高位在前；一次最多可读取寄存器数 (既各种电量的数量)是 50 个。

PDM 响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC 码。数据区的数据都是两个字节，

并且高位在前(电能量除外)。

注： 1、PDM-820AC/ACM/ACR、PDM-800AC/ACM 具有“03”、“06”、“10”功能码；

2、如果 PDM 采用MODBUS ASCII 通讯协议，其通讯数据格式为； 7 个数据位， 1

个住手位，偶校验。

二、 MODBUS 功能码简介

2.1 功能码“02”：读 1 路或者多路开关量状态输入

例如：主机要读取地址为 01，开关量 DI1—DI4 的输入状态。

从机(PDM)数据寄存器的地址和数据为：

起始位地址 DI 寄存器数据 (16 进制) 备 注 0000 0B DI1/DI2/DI4 状态为“1”，

DI3 状态为“0”

主机发送的报文格式：

主机发送 字节数 发送的信息 备 注

从机地址

功能码

起始 BIT 位

读数据长度 1

1

2

2 01

02

0000

0004 发送至地址为 01 的从机

读开关量输入状态

起始 BIT 位地址为0000

读取 4 路开关量输入状态位

CRC 码 2 79C9

从机(PDM)响应返回的报文格式：

从机响应 字节数 返回的信息 备 由主机计算得到 CRC 码

注

从机地址

功能码

数据长度

DI 状态数据

CRC 码 1

1

1

1

2 01

02

01

0B

E04F 来自从机 01

读开关量输入状态

1 个字节(8 个 BIT 位)

DI 寄存器内容

由从机计算得到 CRC 码

2.2 功能码“01”： 读 1 路或者多路开关量输出状态 例如：主机要读取地址为 01，开关量 DO1，DO2 的输出状态。

从机(PDM)数据寄存器的地址和数据为：

起始位地址 DO 寄存器数据(16 进制) 备 注

0000 02 DO2 输出状态为“1”， DO1

输出状态为“0”

主机发送的报文格式：

主机发送 字节数 发送的信息 备 注

从机地址

功能码

起始 BIT 位

读数据长度 1

1

2

2 01

01

0000

0002 发送至地址为 01 的从机

读开关量输出状态

起始 BIT 位地址为0000

读取 2 路继电器输出状态位

CRC 码 2 BDCB

从机(PDM)响应返回的报文格式：

从机响应 字节数 返回的信息 备 由主机计算得到 CRC 码

注

从机地址

功能码

数据长度 1 01

1 01

1 01 来自从机 01

读开关量输出状态

1 个字节(8 个 BIT 位)

DO 状态数据 1 02

CRC 码 2 D049 DO 寄存器内容

由从机计算得到 CRC 码

2.3 功能码“03”： 读多路寄存器输入

例如：主机要读取地址为 01，起始地址为 0116 的 3 个从机寄存器数据。

从机(PDM)数据寄存器的地址和数据为：

寄存器地址 寄存器数据(16 进制) 对应 PDM 电量

0116

0117

0118 1784

1780

178A UA

UB

UC

主机发送的报文格式：

主机发送 字节数 发送的信息 备 注 从机地址 1 01 发送至地址为 01 的从机

功能码 1 03

起始地址 2 0116 读取寄存器

起始地址为 0116

数据长度 3 0003 读取 3 个寄存器(共 6 个字节)

CRC 码 2 E5F3 由主机计算得到 CRC 码

从机(PDM)响应返回的报文格式：

从机响应 字节数 返回的信息 备 注

从机地址 1 01 来自从机 01

功能码 1 03 读取寄存器

读取字 1 06

寄存器数据 1 2

寄存器数据 2 2

寄存器数据 3 2

CRC 码 2 3 个寄存器共 6 个字节

1784 地址为 0116 内存的内容

1780 地址为 0117 内存的内容

178A 地址为 0118 内存的内容

5847 由从机计算得到 CRC 码

2.4 功能码“05”：写 1 路开关量输出(“遥控”)

例 1：开关量输出点 DO1，其当前状态为“分”，主机要控制该路继电器“合”。

控制命令为：

“FF00”为控制继电器“合”；

“0000”为控制继电器“分”；

主机发送的报文格式：

主机发送 字节数 发送的信息 备 注

从机地址 1 01 发送至地址为 01 的从机

功能码 1 05

输出 BIT 位 2 0000

控制命令 2 FF00 写开关量输出状态

对应输出继电器 BIT 位(DO1)

控制该路继电器输出为“合”状态位

CRC 码 2 8C3A 由主机计算得到 CRC 码

从机(PDM)响应返回的报文格式：

与主机发送的报文格式及数据内容彻底相同。

例 2：开关量输出点 DO2，其当前状态为“合”，主机要控制该路继电器“分”。

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ModBusRTU通讯协议

ModBusRTU通讯协议

ModBusRTU通讯协议

协议名称：ModBusRTU通讯协议

一、协议概述

ModBusRTU通讯协议是一种串行通信协议，用于在工业自动化领域中实现设备之间的数据交换。本协议规定了通信的物理层、数据帧格式、功能码及其对应的数据格式，以及通信过程中的错误处理等。

二、物理层

1. 通信接口：本协议使用RS485接口进行通信，支持多主机和多从机的通信方式。

2. 通信波特率：支持的通信波特率范围为9600bps至115200bps，可根据实际需求进行设置。

3. 数据位：通信数据位为8位。

4. 停止位：通信停止位为1位。

5. 校验位：通信校验位可选择为无校验、奇校验或偶校验。

三、数据帧格式

1. 帧起始符：每个数据帧以一个起始符开始，起始符为一个字节，固定为0xFF。

2. 从机地址：紧随起始符之后的一个字节为从机地址，用于标识通信中的从机设备。

3. 功能码：从机地址之后的一个字节为功能码，用于指示从机设备执行的操作类型。 4. 数据域：功能码之后的数据域长度可变，根据功能码的不同而不同。

5. CRC校验码：数据域之后为两个字节的CRC校验码，用于检测数据传输过程中是否出现错误。

6. 帧结束符：每个数据帧以一个结束符结束，结束符为一个字节，固定为0x00。

四、功能码及数据格式

1. 读取线圈状态（功能码：0x01）

请求帧格式：[起始符][从机地址][功能码][起始地址高字节][起始地址低字节][读取数量高字节][读取数量低字节][CRC校验码][结束符]

响应帧格式：[起始符][从机地址][功能码][字节数][线圈状态][CRC校验码][结束符]

数据格式：线圈状态为一个字节，每个位表示一个线圈的状态（0表示OFF，1表示ON）。

2. 读取离散输入状态（功能码：0x02）

请求帧格式：[起始符][从机地址][功能码][起始地址高字节][起始地址低字节][读取数量高字节][读取数量低字节][CRC校验码][结束符]

图文详解Modbus-RTU协议

图文详解Modbus-RTU协议

图文详解Modbus-RTU协议

前世今生

照例简单说下这个协议的历时，Modicon公司于1979年制定了Modbus协议标准，并用在其PLC产品上。后来Modicon公司被施耐德收购。已成为一种事实标准协议，同时也被IEC-61158工业通信总线规范收录于type 15子集。所谓一流的企业做标准，二流的企业做品牌，三流的企业做产品。这些标准国人都基本是使用者，而非缔造者，所以使用一下，产品上印个标志，做做相关的测试认证都要给老外交钱。这里只是顺带牢骚几句，与本文想说的无关。打住！

Modbus的应用除了常见的过程控制系统，在其他很多领域都有其身影，比如一些楼宇控制，消防控制等等都有大量的产品采用Modbus协议，因为这个协议实现简单，工作可靠，还是标准化的协议！

Modbus分很多实现版本，总的来说是一种应用层协议。从OSI七层模型来看，位于第七层应用层。它定义了在不同类型的总线或网络上连接的设备之间提供 ”客户端/服务器“ 通信。对于使用串口的版本，也定义了layer 1 和 layer 2，实现在主站和一个或多个从站之间交换MODBUS 报文。具体有哪些版本呢？其实主要分两种：

Modbus RTU（Remote Terminal Unit 远程终端单元）：这种方式常采用RS-485做为物理层，一般利用芯片的串口实现数据报文的收发，报文数据采用二进制数据进行通信。

Modbus ASCII ：报文使用 ASCII 字符。ASCII 格式使用纵向冗余校验和。Modbus ASCII 报文由冒号 (":")开始 和换行符 (CR/LF) 结尾构成。

当然其他还根据所使用的物理层不一样，有这么些做法：

Modbus TCP/IP 或 Modbus TCP ：这是一种 Modbus 变体版本，使用 TCP/IP 网络进行通信，通过 502 端口进行连接。报文不需要校验和计算，因为以太网底层已经实现了CRC32 数据完整性校验。

modbus rtu协议实例

modbus rtu协议实例

modbus rtu协议实例

Modbus RTU协议实例

Modbus RTU协议是一种串行通信协议，用于在工业自动化领域中传输数据。它是由Modicon公司于1979年开发的，现在已经成为一种国际标准，被广泛应用于工业控制系统中。

本文将介绍Modbus RTU协议的基本原理和实现方法，并提供一个详细的实例来说明如何使用该协议进行数据通信。

1. Modbus RTU协议基本原理

1.1 帧结构

Modbus RTU协议采用了一种简单的帧结构，包括以下几个部分：

起始位：一个高电平信号，表示一个新的帧的开始。

地址位：标识从站或主站。

功能码：指示该帧的目的和内容。

数据：包含传输的数据。

CRC校验码：用于检测传输过程中是否发生了错误。

停止位：一个低电平信号，表示帧结束。

1.2 通信方式

Modbus RTU协议支持两种不同的通信方式：

点对点通信：只有主站与从站之间进行通信。

多点通信：多个从站可以同时与主站进行通信。

1.3 数据类型

Modbus RTU协议支持以下几种不同类型的数据：

线圈状态（Coil Status）：表示开关状态，只能读取和写入。

输入状态（Input Status）：表示输入状态，只能读取。

保持寄存器（Holding Register）：表示可读可写的数据。

输入寄存器（Input Register）：表示只读的数据。

2. Modbus RTU协议实现方法

2.1 硬件要求

Modbus RTU协议需要支持串口通信的硬件设备，例如串口转USB适配器或者RS485接口等。此外，还需要使用支持Modbus RTU协议的设备，例如PLC、传感器等。

2.2 软件要求

为了实现Modbus RTU协议通信，需要使用相应的软件工具。以下是一些常用的软件工具：

ModScan32：一款免费的Modbus调试工具，可以用于模拟主站或从站设备，并且可以监测数据传输过程中是否发生错误。

modbus rtu通讯协议格式详细说明

modbus rtu通讯协议格式详细说明

modbus rtu通讯协议格式详细说明

MODBUS 是MODICON公司最先倡导的一种软的通讯规约，经过大多数公司的实际应用，逐渐被认可，成为一种标准的通讯规约，只要按照这种规约进行数据通讯或传输，不同的系统就可以通讯。目前，在RS232/RS485通讯过程中，更是广泛采用这种规约。

常用的MODBUS 通讯规约有两种，一种是MODBUS ASCII，一种是MODBUS RTU。一般来说，通讯数据量少而且主要是文本的通讯则采用MODBUS ASCII规约，通讯数据数据量大而且是二进制数值时，多采用MODBUS RTU规约。

在实际的应用过程中，为了解决某一个特殊问题，人们喜欢自己修改MODBUS规约来满足自己的需要（事实上，人们经常使用自己定义的规约来通讯，这样能解决问题，但不太规范）。更为普通的用法是，少量修改规约，但将规约格式附在软件说明书一起，或直接放在帮助中，这样就方便了用户的通讯。

modbus rtu通讯传送方式通讯传送分为独立的信息头，和发送的编码数据。以下的通讯传送方式定义也与MODBUS RTU通讯规约相兼容：

初始结构 = 4字节的时间 地址码 = 1 字节 功能码 = 1 字节 数据区 = N 字节

错误校检 = 16位CRC码 结束结构 = 4字节的时间

地址码：地址码为通讯传送的第一个字节。这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都有具有唯一的地址码，并且响应回送均以各自的地址码开始。主机发送的地址码表明将发送到的从机地址，而从机发送的地址码表明回送的从机地址。

功能码：通讯传送的第二个字节。ModBus通讯规约定义功能号为1到127。本仪表只利用其中的一部分功能码。作为主机请求发送，通过功能码告诉从机执行什么动作。作为从机响应，从机发送的功能码与从主机发送来的功能码一样，并表明从机已响应主机进行操作。如果从机发送的功能码的最高位为１（比如功能码大与此同时127），则表明从机没有响应操作或发送出错。