解密工业网络RS485与Modbus通信大揭秘
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通信中广泛采用Modbus协议，因此我们今天将深入探讨RS485通信与Modbus通信协议。
首先，我们需要了解RS232的不足之处：1) 接口信号电平值过高，容易损坏芯片；2) 共地模式传输易产生干扰且抗干扰性能弱；3) 传输距离和速率有限，只能两点之间进行通信，不支持多机联网。
为了克服这些限制，出现了RS485等新的接口标准。RS485具有以下优点：1) 逻辑“1”以两线间的电压差表示，与TTL兼容；2) 数据传输速度快，可达10Mbps以上；3) 传输距离可达1200米，但需在100KB/s以下才能达到最大距离，可以通过中继来实现更远距离的通信；4) 支持总线式网络，可以实现多机通信，每个总线上最多32个结点。
然而，在连接RS-485链路时，如果忽略信号地连接，这可能会导致共模干扰和EMI问题。当网络线路模电压超出范围时，将影响或破坏整个网络。而PC机默认只有RS232接口，我们可以通过转换器或PCI多串口卡来实现PC上位机与RS485设备之间的连接。
接着，让我们介绍一下Modbus协议，它是一种用于电子设备间通讯的一种通用语言，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。它定义了一种消息结构，并描述了请求访问设备过程以及如何回应来自设备请求。此外，它还规定了消息域格局和内容格式简单明了，便于用户理解并由厂商开发。
Modbus有几个显著特点：1) 标准开放，无需许可费且不会侵犯知识产权；2) 可以支持多种电气接口，如RS-232、RS-485，以及各种介质如双绞线、光纤、无线等.; 3）帧格式紧凑简洁，对用户来说使用便捷，对厂商来说开发简单。
此外，还有关于Modbus寄存器类型及其读写说明，以及具体功能码指令解释，为理解如何操作每一种寄存器提供了详细信息。
