ModBus RTU与ModBus TCP通信协议详解

1、Modbus简介

Modbus通信协议由Modicon公司（现已经为施耐德公司并购，成为其旗下的子品牌）于1979年发明的，是全球最早用于工业现场的总线规约。由于其免费公开发行，该协议免费使用，Modbus通信协议采用的是主从通信模式（Master/Slave)。在控制方面应用广泛，促进Modbus协议在全球得到了很好的发展。

Modbus通信协议具有多个变种，具有支持串口（主要是RS-485总线），以太网多个版本，其中最著名的是ModbusTCP,ModbusASCII和ModbusRTU三种。其中ModbusRTU与ModbusASCII均为支持RS-485总线的通信协议。

2、ModbusRTU

ModbusRTU由于其采用二进制表现形式以及紧凑数据结构，通信效率较高，应用比较广泛。而ModbusASCII由于采用ASCII码传输，并且利用特殊字符作为其字节的开始与结束标识，其传输效率低于ModbusRTU协议，一般只有在通信数据量较小的情况下才考虑使用ModbusASCII通信协议。在工业现场一般都是采用ModbusRTU协议，通俗来说，基于串口通信的Modbus通信协议都是指ModbusRTU通信协议。

RTU协议中的指令由功能码（一个字节），起始地址（两个字节），地址码(一个字节），数据（N个字节），校验码（两个字节）五个部分组成，其中数据又由数据长度（两个字节，表示的是寄存器个数，假定内容为M）和数据正文（M乘以2个字节）组成。

而RTU协议是采用3.5个字节的空闲时间作为指令的起始和结束，一般而言，只有当从机返回数据或者主机写操作的时候，才会有数据正文，而其他时候比如主机读操作指令的时候，没有数据正文，只需要数据长度即可。

3、ModbusTCP

ModbusTCP协议则是在ModbusRTU协议上加一个MBAP报文头，由于TCP是基于可靠连接的服务，RTU协议中的CRC校验码就不再需要，所以在ModbusTCP协议中是没有CRC校验码，这个MBAP报文头共七个字节长度，除了第五、六个字节外，其余的基本上都是不变。

表中指令说明：从地址码为01（TCP协议单元标志为00）的模块0x18E(018E)寄存器地址开始写（10）一个（0001）寄存器，具体数据长度为2个字节（02），数据正文内容为0000（0000）。

4、结语

通过上述的关于ModbusRTU协议和ModbusTCP协议的说明，很直观的了解到两者的差异，有无校验、报文头差异、以及地址码差异等。简单就了解了相关特点。

审核编辑：汤梓红