建大仁科 「温湿度传感器」RS-485通信和Modbus通讯协议


发布时间:2021-05-27 点击:48

长期以来,人类习惯靠自身的感觉器官直接获取信息,然而这样获取信息是非常有限的。为了克服人体器官的局限性和自然条件的限制,人们发明了传感器和传感器通信技术。随着各项传感技术的迅速发展,使得信息获取和上传的手段发生了一次又一次变革,极大地增强了人们获取信息的能力。


一、RS-485和Modbus的由来

RS-485:通常情况下,数据上传是采用串口通信的方式进行数据交换。起初采用的方式是RS232通信。由于工业现场比较复杂,各种传感器设备会在环境中产生比较多的电磁干扰,经常会出现传输错误的问题。除此之外,RS232只能实现点对点通信,不具备联网功能,传输距离也只能达到十几米,无法满足远距离通信要求。上述这些问题直到RS-485出现后才得以解决。

RS-485信号采用差分传输方式,可以有效的解决共模干扰问题,通讯距离可达1200米,并且允许多个收发设备接到同一条总线上。

Modbus协议:随着工业应用通信越来越多,1979年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议,现在工业中使用RS-485通信场合很多都采用Modbus协议,接下来我们便讲一下RS-485通信和Modbus通信协议。

二、RS-485和Modbus协议的关系

首先RS-485是硬件层的协议,而Modbus是在这个硬件层之上的软件层协议,是应用层报文传输协议。通俗点来讲,ModBus规约了主从机,主机要分别发送什么命令给从机。ModBus规定主从机之间数据的交互,需要遵循什么样的格式,如何保证数据在传输过程中不发生冲突。只要都遵循这个协议,那么不同厂家的主从机就可以共用了。Modbus协议包括RTU、ASCII、TCP。其中MODBUS-RTU非常常用,而且比较简单。

1、RS-485通信

RS-485是一个定义平衡数字多点系统中的驱动器和接收器的电气特性的标准,该标准由电信行业协会和电子工业联盟定义。使用该标准的数字通信网络能在远距离条件下以及电子噪声大的环境下有效传输信号。RS-485使得连接本地网络以及多支路通信链路的配置成为可能。

RS-485有两线制和四线制两种接线,四线制只能实现点对点的通信方式,现很少采用,多采用的是两线制接线方式,这种接线方式为总线式拓扑结构,在同一总线上最多可以挂接32个节点。

2、Modbus通信协议

Modbus协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议,控制器相互之间、控制器经由网络(例如以太网)和其他设备之间可以通信。它已经成为一个通用工业标准。有了它,不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络,进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构,而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一个控制器请求访问其他设备的过程,如何回应来自其他设备的请求,以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。

Modbus具有以下几个特点:

(1)标准、开放,用户可以免费、放心地使用Modbus协议,不需要缴纳许可证费,也不会侵犯知识产权。

(2)Modbus可以支持多种电气接口,如RS-232、RS-485等,还可以在各种介质上传送,如双绞线、光纤、无线等。

(3)Modbus的帧格式简单、紧凑,通俗易懂。用户使用容易,厂商开发简单。

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刘健
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