解密工业网络RS485与Modbus通信协议探秘Can有几种通讯协议的神秘世界
在工业控制、电力通讯和智能仪表等领域，串口通信一直是数据交换的主要方式。最初使用的是RS232接口，但由于其对环境干扰敏感性较高，导致信号传输错误的问题。为了解决这一问题，1979年施耐德电气提出了Modbus协议，现在RS485通信广泛应用于工业现场，其中很多场合采用Modbus协议，因此今天我们来探索RS485通信与Modbus通信协议的奥秘。
首先，我们需要了解RS232接口，它虽然早于RS485出现，但存在一些不足：1) 接口信号电平值过高，容易损坏芯片且不兼容TTL；2) 共地模式传输易受干扰且抗干扰性能弱；3) 传输距离和速率有限，只能实现两点之间的点对点通信，不适合多机联网。针对这些缺陷，诞生了如RS485等新型接口标准。RS485具有以下优势：1) 逻辑“1”以两线间的电压差表示，与TTL兼容；2) 通信速度快，可达10Mbps以上，其物理结构采用平衡驱动器和查分接收器组合，大大增强了抗干扰能力；3) 可以实现远距离传输，最长可达1200米，但需注意速率与距离成反比关系，并考虑中继设备使用情况；4) 支持总线式拓朴结构，可以挂载多个收发器，在同一总线上最多支持32个结点。
然而，在实际操作中，如果仅简单连接双绞线而忽略信号地连接，这可能会引入共模干扰或EMI问题。这是因为发送驱动器输出共模部分需要返回通路，而没有低阻回路则会影响整个网络稳定性甚至损坏接口。在PC机上通过转换电路或PCI多串口卡可以实现从串行端子到RS485的转换。
接着，我们来深入理解Modbus通信协议，这是一种广泛用于电子设备上的通用语言，它使得不同厂商生产的控制设备能够通过网络进行集中监控。此协议定义了一种消息结构描述如何请求访问设备以及响应来自设备请求，以及检测错误并记录。这一开放标准使得用户可以免费使用，不涉及知识产权问题，而且目前已有超过400家厂商支持超过600种产品。
此外，Modbus还具备灵活性，可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485等，并可以在不同的介质上传送，如双绞线、光纤或无线等。此外，其帧格式简洁，便于用户理解和厂商开发。此外，还有关于寄存器类型说明、数据格式以及功能码详细解析，为进一步掌握MODBUS技术提供了全面的视角。
