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大解密 !!! 用人话读懂Modbus RTU

2024-12-05码农

读懂Modbus RTU报文,首先需要了解Modbus RTU协议的基本概念和报文结构。Modbus RTU是一种串行通信协议,广泛应用于工业自动化领域,允许可编程逻辑控制器(PLC)和计算机之间进行数据交换。它采用主/从架构,主站发起通信请求,从站响应请求。

Modbus RTU报文由以下几个部分组成:地址、功能码、数据和CRC校验。地址字段标识从站设备,功能码指定了要执行的操作,数据字段包含了具体的操作数据,而CRC校验用于确保数据传输的准确性。下面我们用模拟对话的形式说清楚Modbus RTU。

情景模拟

假设你的工厂里有一个温度传感器(我们把它叫作小温),它负责监测某个房间的温度,并且把信息传递给一台电脑(我们叫它大智)。当大智想要知道当前的温度时,它就会向小温发送一条消息,问:「嘿,现在温度是多少啊?」然后,小温会回答说:「目前是25度。」

读懂对话

  1. 地址域 :首先,大智得确定它是在跟谁说话。每个设备都有一个独一无二的地址,就像电话号码一样。假设小温的地址是01,那么大智发出的消息开头就会是这个地址,表示它是找小温聊天的。

  2. 功能码 :接下来,大智要说清楚它想干什么。这里使用的是功能码03,意思是「我想读取你保存的数据」。所以,大智在消息中加入03,告诉小温:「我要看看你记录的温度数据」。

  3. 数据区 :大智还需要告诉小温具体要读哪个数据。比如,它可能指定读取寄存器40001中的值,这就像是问小温:「你放在第一个盒子(寄存器)里的温度是多少?」

  4. 校验码 :最后,为了确保信息准确无误地传达到位,大智还会加上一个特殊的数字——校验码。这是根据前面所有内容计算出来的,用来检查消息是否完整正确。

小温的回应

收到大智的消息后,小温会按照同样的格式回话。它先用自己的地址01开始,接着是功能码03(表示它理解了请求),然后给出实际的温度数据,比如说19(十六进制),代表25摄氏度。最后,它也会附上自己的校验码。

实际报文

如果把这些都转换成计算机能理解的十六进制数,整个过程可能是这样的:

  • 大智发给小温的请求报文: 01 03 00 00 00 01 B8 0A

  • 小温回复给大智的响应报文: 01 03 02 19 C6 7B

  • 在这里:

  • 01 是小温的地址。

  • 03 是功能码,表示读取保持寄存器。

  • 00 00 00 01 分别指定了起始寄存器地址(40001)和读取数量(1个)。

  • B8 0A 是请求报文的CRC校验码。

  • 响应中的 02 表示后面跟着2个字节的数据。

  • 19 是实际的温度值(25度)。

  • C6 7B 是响应报文的CRC校验码。

  • 通过这种方式,即使不懂技术术语的人也能大致明白Modbus RTU报文中发生了什么。只要你掌握了这个逻辑,解读类似的机器对话就变得简单多了。希望这个案例能帮助你更好地理解Modbus RTU的工作原理!

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