MODBUS总线控系统的기술特征
MODBUS통신 프로토콜是一种工业现场总线통신 프로토콜，它定义的是一种设备제어기可以识别和使用的信息帧结构，独立于物理层介质，可以承载于多种네트워크유형中。
MODBUS프로토콜把통신参与者规定为“마스터”（Master）和“슬레이브”（Slave），데이터和信息的통신遵从主/从모드，当它적용于표준MODBUS네트워크时，信息被直接传送。
MODBUS总线네트워크中的各个智能设备通过异步串行总线연결起来，只允许一个제어기作为마스터，其余智能设备作为슬레이브。
采用命令/应答的통신방식，마스터发出请求，슬레이브应答请求并送回데이터或状态信息，슬레이브不能够自己보내기信息。
MODBUS프로토콜定义的各种信息帧형식，설명了마스터제어기访问슬레이브设备的过程，规定슬레이브怎样做出应答响应，以及检查和보고서传输错误等。네트워크中的每个从设备都必须分配给一个唯一的주소，只有符合주소要求的从设备才会响应主设备发出的命令。
由于MODBUS总线系统개발成本低，简单易用，并且现在已有很多산업 제어器、PLC、变频器、显示屏等都具有MODBUS통신 인터페이스，所以它已经成为一种公认的통신표준。
通过MODBUS总线，可以很方便地将不同厂商生产的控制设备连成工业네트워크，进行集中监控。
MODBUS最初为PLC통신而设计，它通过24种总线命令实现PLC与外界的信息交换。这些总线命令对应的통신功能主要包括AI/AO、DI/DO的데이터传送。
但不是很多MODBUS设备的控制只使用其中的几条命令，对其余命令不做反应。
MODBUS통신형식
MODBUS프로토콜定义了两种传输모드，即RTU(Remote TerminalUnit)和ASCII。
在RTU모드中，1바이트的信息作为一个8位문자被보내기，而在ASCII모드中则作为两个ASCII문자被보내기，如보내기문자“20”时，采用RTU모드时为“00100000”，然而采用ASCII모드则成为“00110010”＋“00110000”（ASCII문자的“2”和“0”）。
可见，보내기同样的데이터时，RTU모드的效率大约为ASCII모드的两倍。
一般来说，데이터量少而且主要是文本时采用ASCII；통신데이터量大而且是2진수数值时，多采用RTU모드。
마스터一次可向一个或所有슬레이브보내기통신请求（或指令），主设备通过消息帧的주소域来选通从设备。
마스터보내기的消息帧的콘텐츠和顺序为：슬레이브 주소、기능 코드、데이터域（데이터시작주소、데이터量、데이터콘텐츠）、CRC 검증码；슬레이브应答的信息콘텐츠和顺序与마스터信息帧基本相同。
MODBUS除了定义통신기능 코드之外，同时还定义了出错码，标志出错信息。마스터수신到错误码后，根据
错误的原因采取相应的措施。슬레이브应答的데이터콘텐츠依据기능 코드进行响应，例如功能代码03要求읽기슬레이브设备中유지 레지스터的콘텐츠。
CRC 검증的实现
MODBUS통신的RTU모드中，规定信息帧的最后两个바이트用于传递CRC（Cyclic RedundancyCheck，循环冗余체크섬）码。
보내기方将信息帧中주소域、기능 코드、데이터域的所有바이트按规定的방식进行位移并进行XOR（异或）계산，即可得到2바이트的CRC码，并把包含CRC 검증码的信息帧作为一连续的流进行传输。
수신方在收到该信息帧时按同样的방식进行계산，并将结果同收到的CRC码的双바이트比较，如果一致就认为통신正确，否则认为통신有误，슬레이브将보내기CRC错误应答。
RTU모드一般采用CRC-16冗余체크섬方法，CRC-16的체크섬为16位（2바이트），其中低바이트在前，高바이트在后。
实现CRC 검증有两种方法：根据CRC 검증的定义公式进行계산，或者在程序中建立CRC 검증值表。
在程序中使用前者更容易实现，这里需要使用CRC生成多项式X16＋X15＋X2＋1。
该多项式对应的码组스케일 계수为18005H（16진법），去除最高位，对应的16位余数为8005H，即为CRC-16상수。
CRC-16체크섬过程如下：
将CRC레지스터的每一位预置为1；把该레지스터 값与8bit的信息帧데이터进行异或，结果存于该레지스터；对CRC레지스터从高到低进行移位，在最高位（MSB）的位置补零，而最低位（LSB，移位后已经被移
出CRC레지스터）如果为1，则把레지스터与CRC-16상수进行异或，否则如果LSB为零，则无需进行异或。重复上述的由高至低的移位8次，第一个8bit데이터处理完毕，用此时레지스터的值与下一个8bit데이터异或并进行如前一样的8次移位。
所有的문자处理完成后CRC레지스터内的值即为最终的CRC值。CRC추가到消息中时，先加入低바이트，然后高바이트。
链路特征
MODBUS표준的物理层可以采用RS-232串行통신방식，但在长距离통신中常采用RS-422或RS-485代替。在多点통신情况下只采用RS-485방식，所以RTU모드下的MODBUS系统采用屏蔽双绞线，통신距离可达1000m。一条总线上最多可설정31个슬레이브设备。
传输线上的信息交换是半双工的，即同时只能有一台设备允许보내기信息，마스터在보내기下一条指令之前대기슬레이브回应，从而避免了线路的冲突。
RTU모드的传输형식是1个데이터 비트，2个정지 비트，没有奇偶패리티。통신데이터安全由控制매개변수CRC-16码保证。RTU수신设备依靠수신문자间经过的时间判断一帧的开始，如果经过3个半的문자时间后仍然没有新的문자或者没有完成帧，수신设备就会放弃该帧，并设下一个문자为新一帧的开始。
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